Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д8 C1 № 505838
i

Дано урав­не­ние  дробь: чис­ли­тель: синус x, зна­ме­на­тель: ко­си­нус в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка x конец дроби плюс 1= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс 3 левая круг­лая скоб­ка 1 минус синус в квад­ра­те x пра­вая круг­лая скоб­ка плюс дробь: чис­ли­тель: синус x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка .

а)   Ре­ши­те урав­не­ние.

б)   Най­ди­те корни на про­ме­жут­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка 2 Пи ; дробь: чис­ли­тель: 13 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Ясно, что  ко­си­нус x не равно 0, так как сте­пен­ная функ­ция с целым от­ри­ца­тель­ным по­ка­за­те­лем опре­де­ле­на толь­ко для чисел, от­лич­ных от нуля:

 дробь: чис­ли­тель: синус x, зна­ме­на­тель: ко­си­нус в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка x конец дроби плюс 1= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс 3 левая круг­лая скоб­ка 1 минус синус в квад­ра­те x пра­вая круг­лая скоб­ка плюс дробь: чис­ли­тель: синус x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка рав­но­силь­но синус x умно­жить на ко­си­нус в квад­ра­те x плюс 1 минус дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус в квад­ра­те x минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби синус x=0 рав­но­силь­но

 

 рав­но­силь­но 8 синус x умно­жить на ко­си­нус в квад­ра­те x плюс 8 минус 5 минус 12 ко­си­нус в квад­ра­те x минус 2 синус x=0 рав­но­силь­но левая круг­лая скоб­ка 8 синус x умно­жить на ко­си­нус в квад­ра­те x минус 12 ко­си­нус в квад­ра­те x пра­вая круг­лая скоб­ка минус левая круг­лая скоб­ка 2 синус x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка =0 рав­но­силь­но

4 ко­си­нус в квад­ра­те x левая круг­лая скоб­ка 2 синус x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка минус левая круг­лая скоб­ка 2 синус x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка =0 рав­но­силь­но левая круг­лая скоб­ка 2 синус x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 4 ко­си­нус в квад­ра­те x минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =0.

Урав­не­ние 2 синус x минус 3=0 не имеет из-за огра­ни­чен­но­сти си­ну­са. Рас­смот­рим вто­рой мно­жи­тель:

 ко­си­нус в квад­ра­те x= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби рав­но­силь­но x=\pm дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс Пи n,n при­над­ле­жит Z . x=\pm дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс Пи n,n при­над­ле­жит Z .

Итак, общим ре­ше­ни­ем за­дан­но­го урав­не­ния яв­ля­ют­ся числа вида x=\pm дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс Пи n,n при­над­ле­жит Z .

б)  Отбор кор­ней можно сде­лать не­сколь­ки­ми спо­со­ба­ми:

1.  Путем ре­ше­ния двой­ных не­ра­венств.

Решим не­ра­вен­ство 2 Пи мень­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс Пи n мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 13 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби от­но­си­тель­но целых n:

6 мень­ше или равно минус 1 плюс 3n мень­ше или равно 13 рав­но­силь­но 7 мень­ше или равно 3n мень­ше или равно 14 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби мень­ше или равно n мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 14, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но 2 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби мень­ше или равно n мень­ше или равно 4 плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби 2 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби мень­ше или равно n мень­ше или равно 4 плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби рав­но­силь­но 3 мень­ше или равно n мень­ше или равно 4.

При n=3 по­лу­чим x_1= минус дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс 3 Пи = дробь: чис­ли­тель: 8 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; при n=4x_2= минус дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс 4 Пи = дробь: чис­ли­тель: 11 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Те­перь решим не­ра­вен­ство 2 Пи мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс Пи n мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 13 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

6 мень­ше или равно 1 плюс 3n мень­ше или равно 13 рав­но­силь­но 5 мень­ше или равно 3n мень­ше или равно 12 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби мень­ше или равно n мень­ше или равно 4 рав­но­силь­но 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби мень­ше или равно n мень­ше или равно 4; n=2; n=3; n=4.

При n=2 x_3= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс 2 Пи = дробь: чис­ли­тель: 7 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; при n=3 x_4= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс 3 Пи = дробь: чис­ли­тель: 10 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; при n=4 x_5= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс 4 Пи = дробь: чис­ли­тель: 13 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Таким об­ра­зом, кор­ня­ми урав­не­ния, при­над­ле­жа­щи­ми за­дан­но­му от­рез­ку, яв­ля­ют­ся числа:  дробь: чис­ли­тель: 7 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ;  дробь: чис­ли­тель: 8 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ;  дробь: чис­ли­тель: 10 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ;  дробь: чис­ли­тель: 11 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ;  дробь: чис­ли­тель: 13 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

 

2.  С по­мо­щью гра­фи­ка функ­ции y= ко­си­нус x.

Для этого до­ста­точ­но по­стро­ить гра­фик для зна­че­ний x от 2 Пи до 5 Пи , пе­ре­сечь гра­фик пря­мы­ми y= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , y= минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Точек пе­ре­се­че­ния этих пря­мых и гра­фи­ка функ­ции y= ко­си­нус x ока­жет­ся 5.

 

 

Абс­цис­сы точек пе­ре­се­че­ния легко об­на­ру­жить:

2 Пи плюс дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 7 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , 3 Пи минус дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 8 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , 3 Пи плюс дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 10 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , 4 Пи минус дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 11 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , 4 Пи плюс дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 13 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

 

3.  Пе­ре­бо­ром раз­лич­ных целых зна­че­ний n.

Легко за­ме­тить, что из серии кор­ней x= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс Пи n,n при­над­ле­жит Z можно по­лу­чить ис­ко­мые корни толь­ко при n боль­ше или равно 2, а из серии x= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс Пи n,n при­над­ле­жит Z   — толь­ко при n боль­ше или равно 3.

 

 

При зна­че­ни­ях n боль­ше или равно 5 даль­ней­шие по­ис­ки кор­ней не имеет смыс­ла.

 

4.  С по­мо­щью еди­нич­ной окруж­но­сти

 

 

Од­на­ко, как по­ка­зы­ва­ет опыт, по­след­ний спо­соб от­бо­ра кор­ней, при­над­ле­жа­щих за­дан­но­му про­ме­жут­ку, с по­мо­щью еди­нич­ной окруж­но­сти в боль­шин­стве слу­ча­ев яв­ля­ет­ся самым удоб­ным спо­со­бом, быст­ро при­во­дя­щим к цели.

За­ме­ча­ние: В самом на­ча­ле ре­ше­ния за­да­чи мы от­ме­ти­ли, что  ко­си­нус x не равно 0. Если в конце ре­ше­ния мы по­лу­чи­ли бы ре­зуль­тат  ко­си­нус x=0 или  синус x=\pm 1, то серию кор­ней x= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи n,n при­над­ле­жит Z ис­клю­чи­ли бы как по­сто­рон­ние.

 

Ответ: а) \pm дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс Пи n,n при­над­ле­жит Z ; б)  дробь: чис­ли­тель: 7 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 8 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ;  дробь: чис­ли­тель: 10 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ;  дробь: чис­ли­тель: 11 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ;  дробь: чис­ли­тель: 13 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­че­ны вер­ные от­ве­ты в обоих пунк­тах.2
Обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те а, или в пунк­те б.

ИЛИ

по­лу­че­ны не­вер­ные от­ве­ты из-за вы­чис­ли­тель­ной ошиб­ки, но при этом име­ет­ся вер­ная по­сле­до­ва­тель­ность всех шагов ре­ше­ния обоих пунк­тов — пунк­та а и пунк­та б.

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Мак­си­маль­ный балл2
Источник: А. Ларин: Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 1
Классификатор алгебры: Ос­нов­ное три­го­но­мет­ри­че­ское тож­де­ство и его след­ствия, Три­го­но­мет­ри­че­ские урав­не­ния, Три­го­но­мет­ри­че­ские урав­не­ния, ре­ша­е­мые раз­ло­же­ни­ем на мно­жи­те­ли, Урав­не­ния, ра­ци­о­наль­ные от­но­си­тель­но три­го­но­мет­ри­че­ских функ­ций
Методы алгебры: Груп­пи­ров­ка, Ис­поль­зо­ва­ние кос­вен­ных ме­то­дов