Метод оценки при решении тригонометрических уравнений
|
Всегда прекрасен самолет под облаками,
(Слова детской песенки) |
Однажды известного физика А.Эйнштейна спросили: "Как делаются открытия?" Эйнштейн ответил: "А так: все знают, что вот этого делать нельзя. И вдруг появляется человек, который не знает, что этого нельзя. Он и делает открытие". Конечно, это была лишь шутка. Дело не в том, чтобы не знать. Знать надо! А ещё надо сомневаться, не брать на веру всё, чему учили деды, копать глубже, смотреть лучше. И сегодня я предлагаю вам отойти от традиционных решений, попробовать взглянуть на задания с необычной стороны.
1. Решим уравнение
cos
· cos
= 1.
Наверное, можно применить формулы двойного и тройного угла, но мы попробуем оценить выражения, входящие в уравнение. Поскольку cos t не больше 1, то при умножении можно получить 1 только в одном из случаев:

Вторая система не имеет решений, а решениями первой системы, а значит и первоначального уравнения, являются
= 2
m, где m є z.
2. Решим уравнение
cos
· cos
= 1.
Не забудем, что решениями могут являться значения х не меньше 4, поскольку выражение (х - 4) находится под знаком арифметического квадратного корня. Из тех же соображений, что и при решении примера 1, получим, что при умножении можно получить 1 только в одном из случаев:

Решая отдельно эти системы, получим, что решением первой системы является число 4, а у второй системы решений нет.
Таким образом, х = 4 - решение первоначального уравнения.
3. Решим уравнение:
3cos х - 4sin х =
.
Легко показать, что выражение, стоящее в левой части уравнения
-5
3 cos х - 4 sin х
5,
а выражение, стоящее в правой части уравнения
=
=
![]()
6.
Таким образом, данное уравнение решений не имеет.
4. Решим уравнение:
sin
- sin
· cos
= 1, 5.
Используя метод вспомогательного угла, оценим выражение, стоящее в левой части уравнения. Получим, что
sin х - sin
· cos х =
·(sin
· sin х - cos
· cos х) =
= -
· cos
,
где
= ± arccos
.
При этом,
0
sin2 15x
1,
1
![]()
2,
1
![]()
![]()
и
-
· cos
![]()
![]()
.
Таким образом, левая часть ![]()
, а правая равна 1,5. А это
невозможно. Значит, уравнение решений не имеет.
5. Решим уравнение
sin
-
sin
= cos
· cos х + 2 cos
- 6.
Запишем уравнение в виде
sin
- 2 cos
= cos
· cos
+
sin
- 6. А теперь оценим, используя метод вспомогательного угла, выражения,
стоящие в левой и правой частях уравнения.
1)
sin
- 2 cos
=
·
= -
cos
= - 4 cos
и -4
- 4 cos
![]()
4.
2) cos
· cos х +
sin х - 6 =
· ( cos
· cos x + sin
· sin x) - 6 =
=
cos
- 6,
где
= ± arccos
.
При этом,
0
cos2 24x
1,
3
3 + cos2 24x
4,
![]()
![]()
2,
- 2
cos
![]()
2,
- 8
![]()
cos
- 6
- 4.
Таким образом, левая часть
- 4, а правая часть
- 4. Их равенство возможно только при выполнении условия:

Решая эту систему, получим, что х =
+ 2
m, где m
Z.
6. Для каждого а решить уравнение 4 cos х · sin a +2 sin х · cos a - 3 cos a =
.
4 cos х · sin a + (2 sin х - 3) ·cos a =
.
Оценим выражение, стоящее в левой части уравнения:
4 cos х · sin a + (2 sin х - 3) ·cos a =
· (sin
· sin а +
+ cos
· cos а) = ![]()
cos
=
=
cos
=
cos
,
где
= ± arccos
.
При этом, - 12 sin2
- 12 sin
+ 25 = -12 · ( sin2
+ sin
-
) =
= - 12 ·
= - 12 ·
=
= - 12 ·
+ 28
28, а 0
.
Таким образом,
cos
=
при

Поскольку,
= ±arccos
+ 2?k =
= ±arccos
+ 2
k = ± arccos
+ 2
k=
= ± arccos
+ 2
k == ± arccos
+ 2
k,

Я надеюсь, вам понравился такой способ решения уравнений и неравенств, ведь он действительно похож на маленького пони, которого так легко обнять (то есть применить метод оценки частей уравнений и неравенств), но для этого его надо понять и полюбить.
.