الصيغة العامة للمعادلات المثلثية. الطرق الأساسية لحل المعادلات المثلثية

المعادلات المثلثية ليست موضوعا سهلا. فهي متنوعة للغاية.) على سبيل المثال، ما يلي:

خطيئة 2 س + cos3x = ctg5x

خطيئة(5س+ط /4) = سرير(2س-ط /3)

sinx + cos2x + tg3x = ctg4x

ومثل...

لكن هذه الوحوش المثلثية (وجميعها) لها ميزتان مشتركتان وإلزاميتان. أولاً - لن تصدق - هناك دوال مثلثية في المعادلات.) ثانياً: تم العثور على جميع التعبيرات ذات x ضمن هذه الوظائف نفسها.وهناك فقط! إذا ظهر X في مكان ما الخارج،على سبيل المثال، الخطيئة2س + 3س = 3،ستكون هذه بالفعل معادلة من النوع المختلط. تتطلب مثل هذه المعادلات نهجًا فرديًا. لن نعتبرهم هنا.

لن نحل المعادلات الشريرة في هذا الدرس أيضًا.) هنا سنتعامل معها أبسط المعادلات المثلثية.لماذا؟ نعم لأن الحل أيتتكون المعادلات المثلثية من مرحلتين. في المرحلة الأولى، يتم اختزال المعادلة الشريرة إلى معادلة بسيطة من خلال مجموعة متنوعة من التحولات. وفي الثانية، تم حل هذه المعادلة الأبسط. خلاف ذلك، لا مفر.

لذا، إذا كانت لديك مشاكل في المرحلة الثانية، فإن المرحلة الأولى ليس لها أي معنى.)

كيف تبدو المعادلات المثلثية الأولية؟

سينكس = أ

كوسكس = أ

تغكس = أ

ctgx = أ

هنا أ يقف على أي رقم. أي.

بالمناسبة، داخل الدالة قد لا يكون هناك X خالص، ولكن نوع من التعبير، مثل:

cos(3x+π /3) = 1/2

وما شابه. وهذا يعقد الحياة لكنه لا يؤثر على طريقة حل المعادلة المثلثية.

كيفية حل المعادلات المثلثية؟

يمكن حل المعادلات المثلثية بطريقتين. الطريقة الأولى: استخدام المنطق والدائرة المثلثية. سننظر في هذا المسار هنا. الطريقة الثانية - استخدام الذاكرة والصيغ - سيتم مناقشتها في الدرس التالي.

الطريقة الأولى واضحة وموثوقة ويصعب نسيانها.) إنها جيدة لحل المعادلات المثلثية والمتباينات وجميع أنواع الأمثلة غير القياسية الصعبة. المنطق أقوى من الذاكرة!)

حل المعادلات باستخدام الدائرة المثلثية.

نقوم بتضمين المنطق الأولي والقدرة على استخدام الدائرة المثلثية. لا تعرف كيف؟ ومع ذلك... سيكون لديك صعوبة في علم المثلثات...) ولكن لا يهم. قم بإلقاء نظرة على الدروس "الدائرة المثلثية... ما هي؟" و"قياس الزوايا على الدائرة المثلثية". كل شيء بسيط هناك. بخلاف الكتب المدرسية...)

أوه، هل تعلم!؟ وحتى أتقن "العمل العملي مع الدائرة المثلثية"!؟ تهانينا. سيكون هذا الموضوع قريبًا ومفهومًا بالنسبة لك.) الأمر الممتع بشكل خاص هو أن الدائرة المثلثية لا تهتم بالمعادلة التي تحلها. جيب التمام، وجيب التمام، والظل، وظل التمام - كل شيء هو نفسه بالنسبة له. هناك مبدأ حل واحد فقط.

لذا، فإننا نأخذ أي معادلة مثلثية أولية. على الأقل هذا:

كوزكس = 0.5

نحن بحاجة إلى العثور على X. التحدث باللغة البشرية، تحتاج أوجد الزاوية (x) التي جيب تمامها 0.5.

كيف استخدمنا الدائرة سابقًا؟ لقد رسمنا زاوية عليه. بالدرجات أو الراديان. وعلى الفور رأى الدوال المثلثية لهذه الزاوية. الآن دعونا نفعل العكس. لنرسم جيب التمام على الدائرة يساوي 0.5 وعلى الفور سنرى ركن. كل ما تبقى هو كتابة الإجابة.) نعم، نعم!

ارسم دائرة وضع علامة على جيب التمام يساوي 0.5. على محور جيب التمام، بطبيعة الحال. مثله:

الآن دعونا نرسم الزاوية التي يعطينا إياها جيب التمام هذا. قم بتمرير مؤشر الماوس فوق الصورة (أو المس الصورة الموجودة على جهازك اللوحي)، و سترىهذه الزاوية بالذات X.

جيب تمام الزاوية 0.5؟

س = ط /3

كوس 60 درجة= كوس( π /3) = 0,5

سوف يضحك بعض الناس متشككين، نعم... مثل، هل كان الأمر يستحق عمل دائرة عندما يكون كل شيء واضحًا بالفعل... يمكنك بالطبع أن تضحك ضحكة مكتومة...) لكن الحقيقة هي أن هذه إجابة خاطئة. أو بالأحرى غير كافية. يدرك خبراء الدائرة أن هناك مجموعة كاملة من الزوايا الأخرى هنا والتي تعطي أيضًا جيب التمام 0.5.

إذا قمت بتشغيل الجانب المتحرك الزراعة العضوية بدوره الكامل، ستعود النقطة A إلى وضعها الأصلي. مع نفس جيب التمام يساوي 0.5. أولئك. سوف تتغير الزاويةبمقدار 360° أو 2π راديان، و جيب التمام - لا.الزاوية الجديدة 60° + 360° = 420° ستكون أيضًا حلاً لمعادلتنا، لأن

ويمكن عمل عدد لا نهائي من هذه الدورات الكاملة... وكل هذه الزوايا الجديدة ستكون حلولاً لمعادلتنا المثلثية. ويجب تدوينهم جميعًا بطريقة أو بأخرى ردًا على ذلك. الجميع.وإلا فلا يعتد بالقرار، نعم...)

يمكن للرياضيات أن تفعل ذلك ببساطة وأناقة. اكتب في إجابة واحدة قصيرة مجموعة لا نهائيةالقرارات. إليك ما تبدو عليه معادلتنا:

س = π /3 + 2π ن، ن ∈ ض

سأقوم بفك شفرتها. لا تزال تكتب بشكل هادفإنه أكثر متعة من رسم بعض الحروف الغامضة بغباء، أليس كذلك؟)

π /3 - هذه هي نفس الزاوية التي نحن فيها رأىعلى الدائرة و عازموفقا لجدول جيب التمام.

2π هي ثورة كاملة بالراديان.

ن - هذا هو عدد الكاملات، أي. جميعدورة في الدقيقة ومن الواضح أن ن يمكن أن تكون مساوية لـ 0، ±1، ±2، ±3.... وهكذا. كما هو موضح من خلال الإدخال القصير:

ن ∈ ض

ن ينتمي إلى ( ∈ ) مجموعة من الأعداد الصحيحة ( ز ). بالمناسبة، بدلا من الرسالة ن يمكن استخدام الحروف ك، م، ر إلخ.

هذا الترميز يعني أنه يمكنك أخذ أي عدد صحيح ن . على الأقل -3، على الأقل 0، على الأقل +55. أياً كان ما تريد. إذا قمت باستبدال هذا الرقم في الإجابة، فستحصل على زاوية محددة، والتي ستكون بالتأكيد الحل لمعادلتنا القاسية.)

أو بكلمات أخرى، س = ط /3 هو الجذر الوحيد لمجموعة لا نهائية. للحصول على جميع الجذور الأخرى، يكفي إضافة أي عدد من الدورات الكاملة إلى π /3 ( ن ) بالراديان. أولئك. 2π ن راديان.

الجميع؟ لا. أنا عمدا إطالة أمد المتعة. لنتذكر بشكل أفضل.) لقد تلقينا جزءًا فقط من إجابات معادلتنا. سأكتب هذا الجزء الأول من الحل مثل هذا:

س 1 = π /3 + 2π n, n ∈ Z

× 1 - ليس جذرًا واحدًا فقط، بل سلسلة كاملة من الجذور، مكتوبة في شكل قصير.

ولكن هناك أيضًا زوايا تعطي أيضًا جيب التمام 0.5!

لنعد إلى صورتنا التي كتبنا منها الإجابة. ها هو:

مرر مؤشر الفأرة فوق الصورة و نرىزاوية أخرى ذلك كما يعطي جيب التمام 0.5.ما رأيك يساوي؟ المثلثان متماثلان... نعم! وهي تساوي الزاوية X ، تأخر فقط في الاتجاه السلبي. هذه هي الزاوية -X. لكننا قمنا بالفعل بحساب x. π /3 أو 60 درجة. لذلك يمكننا أن نكتب بأمان:

س 2 = - ط /3

حسنًا، بالطبع، نضيف جميع الزوايا التي تم الحصول عليها من خلال الثورات الكاملة:

س 2 = - π /3 + 2π n, n ∈ Z

هذا كل شيء الآن.) في الدائرة المثلثية نحن رأى(من يفهم طبعا)) الجميعالزوايا التي تعطي جيب التمام 0.5. وكتبنا هذه الزوايا في صورة رياضية قصيرة. نتج عن الإجابة سلسلتين لا نهائيتين من الجذور:

س 1 = π /3 + 2π n, n ∈ Z

س 2 = - π /3 + 2π n, n ∈ Z

هذه هي الإجابة الصحيحة.

يأمل، المبدأ العام لحل المعادلات المثلثيةباستخدام دائرة واضحة. نحدد جيب التمام (الجيب، الظل، ظل التمام) من المعادلة المحددة على دائرة، ونرسم الزوايا المقابلة لها ونكتب الإجابة.وبطبيعة الحال، نحن بحاجة إلى معرفة ما هي الزوايا التي نحن فيها رأىعلى الدائرة. في بعض الأحيان لا يكون الأمر واضحًا جدًا. حسنًا، لقد قلت أن المنطق مطلوب هنا.)

على سبيل المثال، دعونا ننظر إلى معادلة مثلثية أخرى:

يرجى الأخذ في الاعتبار أن الرقم 0.5 ليس الرقم الوحيد الممكن في المعادلات!) إن كتابته أكثر ملاءمة بالنسبة لي من الجذور والكسور.

نحن نعمل وفقا للمبدأ العام. نرسم دائرة ونضع علامة (على محور الجيب بالطبع!) 0.5. نرسم جميع الزوايا المقابلة لهذا الجيب مرة واحدة. نحصل على هذه الصورة:

دعونا نتعامل مع الزاوية أولا X في الربع الأول. نتذكر جدول الجيب ونحدد قيمة هذه الزاوية. إنها مسألة بسيطة:

س = ط /6

نتذكر المنعطفات الكاملة ونكتب بضمير مرتاح السلسلة الأولى من الإجابات:

س 1 = π /6 + 2π n, n ∈ Z

تم إنجاز نصف المهمة. ولكن الآن نحن بحاجة إلى تحديد الزاوية الثانية...إنها أصعب من استخدام جيب التمام، نعم... لكن المنطق سينقذنا! كيفية تحديد الزاوية الثانية من خلال العاشر؟ إنه سهل! المثلثات الموجودة في الصورة هي نفسها والزاوية الحمراء X يساوي الزاوية X . يتم حسابه فقط من الزاوية π في الاتجاه السلبي. ولهذا السبب هو أحمر.) وللإجابة نحتاج إلى زاوية، تقاس بشكل صحيح، من نصف المحور الموجب OX، أي. من زاوية 0 درجة.

نحرك المؤشر فوق الرسم ونرى كل شيء. أزلت الزاوية الأولى حتى لا أعقد الصورة. الزاوية التي تهمنا (المرسومة باللون الأخضر) ستكون مساوية لـ:

π - س

× نحن نعرف هذا π /6 . وبالتالي تكون الزاوية الثانية:

π - π /6 = 5π /6

مرة أخرى نتذكر إضافة الثورات الكاملة ونكتب السلسلة الثانية من الإجابات:

× 2 = 5π /6 + 2π n, n ∈ Z

هذا كل شيء. تتكون الإجابة الكاملة من سلسلتين من الجذور:

س 1 = π /6 + 2π n, n ∈ Z

× 2 = 5π /6 + 2π n, n ∈ Z

يمكن حل معادلات الظل وظل التمام بسهولة باستخدام نفس المبدأ العام لحل المعادلات المثلثية. إذا كنت، بالطبع، تعرف كيفية رسم الظل وظل التمام على دائرة مثلثية.

في الأمثلة أعلاه، استخدمت القيمة الجدولية للجيب وجيب التمام: 0.5. أولئك. أحد تلك المعاني التي يعرفها الطالب ملزم.الآن دعونا توسيع قدراتنا ل جميع القيم الأخرى.قرر، فقرر!)

لنفترض أننا بحاجة إلى حل هذه المعادلة المثلثية:

لا توجد قيمة جيب التمام هذه في الجداول القصيرة. نحن نتجاهل ببرود هذه الحقيقة الرهيبة. ارسم دائرة، ضع علامة 2/3 على محور جيب التمام وارسم الزوايا المقابلة. نحصل على هذه الصورة.

دعونا ننظر أولاً إلى الزاوية الموجودة في الربع الأول. إذا كنا نعرف فقط ما يساوي x، فسوف نكتب الإجابة على الفور! لا ندري... فشل!؟ هادئ! الرياضيات لا تترك شعبها في ورطة! لقد توصلت إلى جيب التمام القوسي لهذه الحالة. لا أعرف؟ عبثا. اكتشف، الأمر أسهل بكثير مما تعتقد. لا توجد تعويذة صعبة واحدة حول "الدوال المثلثية العكسية" على هذا الرابط... هذا غير ضروري في هذا الموضوع.

إذا كنت تعرف، فقط قل لنفسك: "X هي الزاوية التي جيب تمامها يساوي 2/3". وعلى الفور، من خلال تعريف قوس جيب التمام، يمكننا أن نكتب:

نتذكر الثورات الإضافية ونكتب بهدوء السلسلة الأولى من جذور معادلتنا المثلثية:

x 1 = قوس 2/3 + 2π n, n ∈ Z

تتم كتابة السلسلة الثانية من جذور الزاوية الثانية تلقائيًا تقريبًا. كل شيء هو نفسه، فقط X (arccos 2/3) سيكون مع ناقص:

x 2 = - arccos 2/3 + 2π n, n ∈ Z

وهذا كل شيء! هذه هي الإجابة الصحيحة. حتى أسهل من قيم الجدول. ليست هناك حاجة لتذكر أي شيء.) بالمناسبة، سيلاحظ الأكثر انتباهًا أن هذه الصورة توضح الحل من خلال قوس جيب التمام في جوهرها لا يختلف عن الصورة بالنسبة للمعادلة cosx = 0.5.

هذا صحيح! المبدأ العام هو ذلك فقط! لقد قمت عمدا برسم صورتين متطابقتين تقريبا. الدائرة توضح لنا الزاوية X بواسطة جيب التمام. ما إذا كان جيب التمام جدولي أم لا غير معروف للجميع. ما هو نوع هذه الزاوية، π /3، أو ما هو قوس جيب التمام - الأمر متروك لنا لنقرره.

نفس الأغنية مع جيب. على سبيل المثال:

ارسم دائرة مرة أخرى، ضع علامة على جيب الجيب يساوي 1/3، وارسم الزوايا. وهذه هي الصورة التي نحصل عليها:

ومرة أخرى، الصورة هي نفسها تقريبًا بالنسبة للمعادلة سينكس = 0.5.مرة أخرى نبدأ من الزاوية في الربع الأول. ما هو X يساوي إذا كان جيبها هو 1/3؟ لا شك!

الآن الحزمة الأولى من الجذور جاهزة:

x 1 = أركسين 1/3 + 2π n, n ∈ Z

دعونا نتعامل مع الزاوية الثانية. في المثال الذي تبلغ قيمته الجدولية 0.5، كانت تساوي:

π - س

وسوف يكون بالضبط نفس الشيء هنا أيضا! فقط x مختلف، arcsin 1/3. وماذا في ذلك!؟ يمكنك تدوين الحزمة الثانية من الجذور بأمان:

س 2 = π - أركسين 1/3 + 2π n, n ∈ Z

هذه إجابة صحيحة تماما. على الرغم من أنها لا تبدو مألوفة للغاية. ولكن الأمر واضح، كما آمل.)

هذه هي الطريقة التي يتم بها حل المعادلات المثلثية باستخدام الدائرة. وهذا الطريق واضح ومفهوم. هو الذي يحفظ في المعادلات المثلثية مع اختيار الجذور في فترة معينة، في عدم المساواة المثلثية - يتم حلها بشكل عام دائمًا تقريبًا في دائرة. باختصار، في أي مهام أصعب قليلاً من المهام القياسية.

دعونا نطبق المعرفة في الممارسة العملية؟)

حل المعادلات المثلثية:

أولاً، أبسط، مباشرة من هذا الدرس.

الآن أصبح الأمر أكثر تعقيدًا.

تلميح: هنا عليك أن تفكر في الدائرة. شخصيا.)

والآن هم بسيطون ظاهريًا... ويطلق عليهم أيضًا حالات خاصة.

com.sinx = 0

com.sinx = 1

com.cosx = 0

com.cosx = -1

تلميح: هنا تحتاج إلى معرفة مكان وجود سلسلتين من الإجابات في الدائرة ومكان وجود سلسلة واحدة... وكيفية كتابة سلسلة واحدة بدلاً من سلسلتين من الإجابات. نعم، حتى لا يضيع جذر واحد من عدد لا نهائي!)

حسنًا ، بسيط جدًا):

com.sinx = 0,3

com.cosx = π

tgx = 1,2

ctgx = 3,7

تلميح: هنا عليك أن تعرف ما هو أركسين وأركوسين؟ ما هو الظل القوسي، الظل القوسي؟ أبسط التعاريف. لكنك لا تحتاج إلى تذكر أي قيم في الجدول!)

الإجابات بالطبع فوضى):

× 1= arcsin0,3 + 2π n, n ∈ Z
× 2= π - أركسين0.3 + 2

ليس كل شيء يعمل؟ يحدث. إقرأ الدرس مرة أخرى. فقط مدروس(هناك مثل هذه الكلمة القديمة...) واتبع الروابط. الروابط الرئيسية تدور حول الدائرة. وبدونها، يصبح علم المثلثات مثل عبور الطريق معصوب العينين. في بعض الأحيان يعمل.)

إذا أعجبك هذا الموقع...

بالمناسبة، لدي موقعين أكثر إثارة للاهتمام بالنسبة لك.)

يمكنك التدرب على حل الأمثلة ومعرفة مستواك. الاختبار مع التحقق الفوري. دعونا نتعلم - باهتمام!)

يمكنك التعرف على الوظائف والمشتقات.

لقد شهدت ذات مرة محادثة بين اثنين من المتقدمين:

- متى يجب إضافة 2πn، ومتى يجب إضافة πn؟ أنا فقط لا أستطيع أن أتذكر!

- ولدي نفس المشكلة.

أردت فقط أن أقول لهم: "ليس من الضروري أن تحفظوا، ولكن افهموا!"

هذه المقالة موجهة في المقام الأول لطلاب المدارس الثانوية، وآمل أن تساعدهم في حل أبسط المعادلات المثلثية مع "الفهم":

دائرة الأرقام

جنبا إلى جنب مع مفهوم خط الأعداد، هناك أيضا مفهوم دائرة الأعداد. كما نعلم في نظام الإحداثيات المستطيل، تسمى الدائرة التي مركزها النقطة (0;0) ونصف قطرها 1 دائرة الوحدة.دعونا نتخيل خط الأعداد كخيط رفيع ونلفه حول هذه الدائرة: سنربط نقطة الأصل (النقطة 0) بالنقطة "اليمين" من دائرة الوحدة، وسنلف نصف المحور الموجب عكس اتجاه عقارب الساعة، وسنلف نصف المحور السالب عكس اتجاه عقارب الساعة. -محور في الاتجاه (الشكل 1). تسمى دائرة الوحدة هذه بالدائرة العددية.

خصائص دائرة الأعداد

• يقع كل عدد حقيقي على نقطة واحدة على دائرة الأعداد.
• يوجد عدد لا نهائي من الأعداد الحقيقية في كل نقطة على دائرة الأعداد. بما أن طول دائرة الوحدة هو 2π، فإن الفرق بين أي رقمين عند نقطة واحدة على الدائرة يساوي أحد الرقمين ±2π؛ ± 4π ؛ ±6π ؛ ...

دعونا نستنتج: وبمعرفة أحد أرقام النقطة أ، يمكننا إيجاد جميع أرقام النقطة أ.

دعونا نرسم قطر التيار المتردد (الشكل 2). بما أن x_0 هو أحد أرقام النقطة A، فإن الأرقام x_0±π ؛ x_0±3π; x_0±5π; ... وستكون فقط أرقام النقطة C. دعنا نختار أحد هذه الأرقام، على سبيل المثال، x_0+π، ونستخدمه لكتابة جميع أرقام النقطة C: x_C=x_0+π+2πk ,k∈ ز. لاحظ أنه يمكن دمج الأرقام عند النقطتين A وC في صيغة واحدة: x_(A ; C)=x_0+πk ,k∈Z (من أجل k = 0; ±2; ±4; ... نحصل على أرقام النقطة A، وبالنسبة لـ k = ±1؛ … – أرقام النقطة C).

دعونا نستنتج: وبمعرفة أحد الأرقام عند إحدى النقاط A أو C من القطر AC، يمكننا إيجاد جميع الأرقام عند هذه النقاط.

• يوجد رقمان متقابلان على نقاط الدائرة المتماثلة بالنسبة لمحور الإحداثي السيني.

لنرسم وترًا رأسيًا AB (الشكل 2). نظرًا لأن النقطتين A وB متماثلتان حول محور الثور، فإن الرقم -x_0 يقع عند النقطة B، وبالتالي، يتم إعطاء جميع أرقام النقطة B بواسطة الصيغة: x_B=-x_0+2πk ,k∈Z. نكتب الأعداد عند النقطتين A وB باستخدام صيغة واحدة: x_(A ; B)=±x_0+2πk ,k∈Z. لنستنتج: بمعرفة أحد الأرقام عند إحدى النقاط A أو B من الوتر العمودي AB، يمكننا إيجاد جميع الأرقام عند هذه النقاط. لنفكر في الوتر الأفقي AD ونجد أرقام النقطة D (الشكل 2). نظرًا لأن BD عبارة عن قطر والرقم -x_0 ينتمي إلى النقطة B، فإن -x_0 + π هو أحد أرقام النقطة D، وبالتالي، يتم إعطاء جميع أرقام هذه النقطة بالصيغة x_D=-x_0+π+ 2πk، k∈Z. يمكن كتابة الأرقام عند النقطتين A و D باستخدام صيغة واحدة: x_(A ; D)=(-1)^k∙x_0+πk ,k∈Z . (بالنسبة لـ k= 0; ±2; ±4; … نحصل على أرقام النقطة A، وبالنسبة لـ k = ±1; ±3; ±5; … – أرقام النقطة D).

دعونا نستنتج: بمعرفة أحد الأرقام عند إحدى النقاط A أو D على الوتر الأفقي AD، يمكننا إيجاد جميع الأرقام عند هذه النقاط.

ستة عشر نقطة رئيسية لدائرة الأعداد

من الناحية العملية، يتضمن حل معظم أبسط المعادلات المثلثية ستة عشر نقطة على الدائرة (الشكل 3). ما هي هذه النقاط؟ تقسم النقاط الحمراء والزرقاء والخضراء الدائرة إلى 12 جزءًا متساويًا. بما أن طول نصف الدائرة هو π، فإن طول القوس A1A2 هو π/2، وطول القوس A1B1 هو π/6، وطول القوس A1C1 هو π/3.

الآن يمكننا الإشارة إلى رقم واحد في كل مرة:

π/3 على C1 و

رؤوس المربع البرتقالي هي نقاط منتصف أقواس كل ربع، وبالتالي فإن طول القوس A1D1 يساوي π/4، وبالتالي فإن π/4 هو أحد أرقام النقطة D1. باستخدام خصائص دائرة الأعداد، يمكننا استخدام الصيغ لكتابة جميع الأرقام الموجودة على جميع النقاط المحددة في دائرتنا. تم توضيح إحداثيات هذه النقاط أيضًا في الشكل (سنحذف وصف اكتسابها).

بعد أن أتقننا ما سبق، أصبح لدينا الآن الاستعداد الكافي لحل الحالات الخاصة (لتسعة قيم للرقم أ)أبسط المعادلات.

حل المعادلات

1)جيب التمام=1⁄(2).

– ما هو المطلوب منا؟

– أوجد كل تلك الأرقام x التي جيبها 1/2.

دعونا نتذكر تعريف الجيب: sinx - إحداثيات النقطة على دائرة الأعداد التي يقع عليها الرقم x. لدينا نقطتان على الدائرة التي إحداثياتها تساوي 1/2. هذه هي نهايات الوتر الأفقي B1B2. وهذا يعني أن متطلب "حل المعادلة sinx=1⁄2" يعادل مطلب "العثور على جميع الأرقام عند النقطة B1 وجميع الأرقام عند النقطة B2".

2)جا=-√3⁄2 .

نحن بحاجة إلى العثور على جميع الأرقام عند النقطتين C4 وC3.

3) سينكس = 1. في الدائرة لدينا نقطة واحدة فقط بإحداثيات 1 - النقطة A2، وبالتالي، نحتاج إلى العثور على جميع أرقام هذه النقطة فقط.

الإجابة: x=π/2+2πk , k∈Z .

4)سينكس=-1 .

النقطة A_4 فقط لها إحداثيات -1. جميع أرقام هذه النقطة ستكون خيول المعادلة.

الإجابة: x=-π/2+2πk, k∈Z.

5) جاينكس = 0 .

على الدائرة لدينا نقطتان بإحداثيات 0 - النقطتان A1 وA3. يمكنك الإشارة إلى الأرقام في كل نقطة على حدة، ولكن نظرًا لأن هذه النقاط متقابلة تمامًا، فمن الأفضل دمجها في صيغة واحدة: x=πk,k∈Z.

الإجابة: x=πk ,k∈Z .

6)cosx=√2⁄2 .

دعونا نتذكر تعريف جيب التمام: cosx هو الإحداثي المحوري للنقطة الموجودة على دائرة الأعداد التي يقع عليها الرقم x.على الدائرة لدينا نقطتان مع الإحداثي المحوري √2⁄2 - طرفي الوتر الأفقي D1D4. علينا إيجاد جميع الأعداد الموجودة في هذه النقاط. دعونا نكتبها ونجمعها في صيغة واحدة.

الإجابة: x=±π/4+2πk, k∈Z.

7) cosx=-1⁄2 .

نحن بحاجة إلى العثور على الأرقام عند النقطتين C_2 وC_3.

الإجابة: x=±2π/3+2πk , k∈Z .

10) كوسكس=0 .

النقطتان A2 وA4 فقط لديهما حد 0، مما يعني أن جميع الأرقام في كل نقطة من هذه النقاط ستكون حلولاً للمعادلة.
.

حلول معادلة النظام هي الأرقام عند النقطتين B_3 و B_4 للمتباينة cosx<0 удовлетворяют только числа b_3
الإجابة: x=-5π/6+2πk، k∈Z.

لاحظ أنه بالنسبة لأي قيمة مقبولة لـ x، يكون العامل الثاني موجبًا، وبالتالي فإن المعادلة تعادل النظام

حلول معادلة النظام هي عدد النقاط D_2 و D_3. أرقام النقطة D_2 لا تحقق المتراجحة sinx ≥0.5، لكن أرقام النقطة D_3 تحققها.

blog.site، عند نسخ المادة كليًا أو جزئيًا، يلزم وجود رابط للمصدر الأصلي.

مفهوم حل المعادلات المثلثية.

• لحل معادلة مثلثية، قم بتحويلها إلى واحدة أو أكثر من المعادلات المثلثية الأساسية. حل معادلة مثلثية يأتي في النهاية إلى حل المعادلات المثلثية الأربع الأساسية.

حل المعادلات المثلثية الأساسية.

• هناك 4 أنواع من المعادلات المثلثية الأساسية:
• الخطيئة س = أ؛ كوس س = أ
• تان س = أ؛ سي تي جي س = أ
• يتضمن حل المعادلات المثلثية الأساسية النظر إلى مواضع x المختلفة على دائرة الوحدة، بالإضافة إلى استخدام جدول التحويل (أو الآلة الحاسبة).
• مثال 1. الخطيئة x = 0.866. باستخدام جدول التحويل (أو الآلة الحاسبة) سوف تحصل على الإجابة: x = π/3. تعطي دائرة الوحدة إجابة أخرى: 2π/3. تذكر: جميع الدوال المثلثية دورية، مما يعني أن قيمها تتكرر. على سبيل المثال، دورية sin x وcos x هي 2πn، ودورية tg x وctg x هي πn. ولذلك يتم كتابة الجواب على النحو التالي:
• x1 = π/3 + 2πn; x2 = 2π/3 + 2πn.
• مثال 2.cos x = -1/2. باستخدام جدول التحويل (أو الآلة الحاسبة) سوف تحصل على الإجابة: x = 2π/3. تعطي دائرة الوحدة إجابة أخرى: -2π/3.
• x1 = 2π/3 + 2π; x2 = -2π/3 + 2π.
• مثال 3. tg (x - π/4) = 0.
• الجواب: س = ط/4 + ط ن.
• مثال 4.ctg 2x = 1.732.
• الجواب: س = ط/12 + ط ن.

التحويلات المستخدمة في حل المعادلات المثلثية.

• لتحويل المعادلات المثلثية، يتم استخدام التحويلات الجبرية (التحليل، اختزال المصطلحات المتجانسة، وما إلى ذلك) والمتطابقات المثلثية.
• مثال 5: باستخدام المتطابقات المثلثية، يتم تحويل المعادلة sin x + sin 2x + sin 3x = 0 إلى المعادلة 4cos x*sin (3x/2)*cos (x/2) = 0. وهكذا، فإن المعادلات المثلثية الأساسية التالية بحاجة إلى حل: cos x = 0; خطيئة(3س/2) = 0; كوس(س/2) = 0.

• إيجاد الزوايا باستخدام قيم الوظائف المعروفة.

  • قبل أن تتعلم كيفية حل المعادلات المثلثية، عليك أن تتعلم كيفية إيجاد الزوايا باستخدام قيم الدوال المعروفة. يمكن القيام بذلك باستخدام جدول التحويل أو الآلة الحاسبة.
  • مثال: كوس س = 0.732. الآلة الحاسبة سوف تعطي الجواب س = 42.95 درجة. ستعطي دائرة الوحدة زوايا إضافية، جيب تمامها هو 0.732 أيضًا.

• ضع المحلول جانباً على دائرة الوحدة.

  • يمكنك رسم حلول لمعادلة مثلثية على دائرة الوحدة. حلول المعادلة المثلثية على دائرة الوحدة هي رؤوس مضلع منتظم.
  • مثال: الحلول x = π/3 + πn/2 على دائرة الوحدة تمثل رؤوس المربع.
  • مثال: الحلول x = π/4 + πn/3 على دائرة الوحدة تمثل رؤوس مسدس منتظم.

• طرق حل المعادلات المثلثية.

  • إذا كانت معادلة مثلثية معينة تحتوي على دالة مثلثية واحدة فقط، قم بحل تلك المعادلة كمعادلة مثلثية أساسية. إذا كانت معادلة معينة تتضمن دالتين مثلثيتين أو أكثر، فهناك طريقتان لحل هذه المعادلة (اعتمادًا على إمكانية تحويلها).
    • الطريقة 1.
  • حول هذه المعادلة إلى معادلة من الصورة: f(x)*g(x)*h(x) = 0، حيث f(x)، g(x)، h(x) هي المعادلات المثلثية الأساسية.
  • مثال 6. 2cos x + sin 2x = 0. (0< x < 2π)
  • حل. باستخدام صيغة الزاوية المزدوجة sin 2x = 2*sin x*cos x، استبدل sin 2x.
  • 2cos x + 2*sin x*cos x = 2cos x*(sin x + 1) = 0. الآن قم بحل المعادلتين المثلثيتين الأساسيتين: cos x = 0 و(sin x + 1) = 0.
  • مثال 7. cos x + cos 2x + cos 3x = 0. (0< x < 2π)
  • الحل: باستخدام المتطابقات المثلثية، حول هذه المعادلة إلى معادلة من الصورة: cos 2x(2cos x + 1) = 0. الآن قم بحل المعادلتين المثلثيتين الأساسيتين: cos 2x = 0 و (2cos x + 1) = 0.
  • مثال 8. sin x - sin 3x = cos 2x. (0< x < 2π)
  • الحل: باستخدام المتطابقات المثلثية، حول هذه المعادلة إلى معادلة من الصورة: -cos 2x*(2sin x + 1) = 0. الآن قم بحل المعادلتين المثلثيتين الأساسيتين: cos 2x = 0 و (2sin x + 1) = 0 .
    • الطريقة 2.
  • حول المعادلة المثلثية المعطاة إلى معادلة تحتوي على دالة مثلثية واحدة فقط. ثم استبدل هذه الدالة المثلثية بأخرى غير معروفة، على سبيل المثال، t (sin x = t; cos x = t; cos 2x = t, tan x = t; tg (x/2) = t، إلخ.).
  • مثال 9. 3sin^2 x - 2cos^2 x = 4sin x + 7 (0< x < 2π).
  • حل. في هذه المعادلة، استبدل (cos^2 x) بـ (1 - sin^2 x) (حسب الهوية). المعادلة المحولة هي:
  • 3sin^2 x - 2 + 2sin^2 x - 4sin x - 7 = 0. استبدل sin x بـ t. تبدو المعادلة الآن كما يلي: 5t^2 - 4t - 9 = 0. هذه معادلة تربيعية لها جذرين: t1 = -1 وt2 = 9/5. الجذر الثاني t2 لا يفي بنطاق الوظيفة (-1< sin x < 1). Теперь решите: t = sin х = -1; х = 3π/2.
  • مثال 10.tg x + 2 tg^2 x = ctg x + 2
  • حل. استبدل tg x بـ t. أعد كتابة المعادلة الأصلية كما يلي: (2t + 1)(t^2 - 1) = 0. الآن أوجد t ثم أوجد x لـ t = tan x.

يمكنك طلب حل مفصل لمشكلتك!!!

المساواة التي تحتوي على مجهول تحت علامة الدالة المثلثية (`sin x، cos x، tan x` أو `ctg x`) تسمى معادلة مثلثية، وسننظر في صيغها بشكل أكبر.

أبسط المعادلات تسمى `sin x=a، cos x=a، tg x=a، ctg x=a`، حيث `x` هي الزاوية التي سيتم العثور عليها، `a` هو أي رقم. دعونا نكتب الصيغ الجذرية لكل منها.

1. المعادلة `الخطيئة س=أ`.

بالنسبة إلى `|a|>1`، لا يوجد لها حلول.

عندما `|أ| \leq 1` يحتوي على عدد لا نهائي من الحلول.

صيغة الجذر: `x=(-1)^n arcsin a + \pi n, n \in Z`

2. المعادلة `cos x=a`

بالنسبة إلى `|a|>1` - كما في حالة جيب الجيب، ليس لها حلول بين الأعداد الحقيقية.

عندما `|أ| \leq 1` يحتوي على عدد لا نهائي من الحلول.

صيغة الجذر: `x=\pm arccos a + 2\pi n, n \in Z`

حالات خاصة للجيب وجيب التمام في الرسوم البيانية.

3. المعادلة `tg x=a`

لديه عدد لا نهائي من الحلول لأي قيم `a`.

صيغة الجذر: `x=arctg a + \pi n, n \in Z`

4. المعادلة `ctg x=a`

لديه أيضًا عدد لا نهائي من الحلول لأي قيم `a`.

صيغة الجذر: `x=arcctg a + \pi n, n \in Z`

صيغ جذور المعادلات المثلثية في الجدول

لجيب:
لجيب التمام:
بالنسبة للظل وظل التمام:
صيغ حل المعادلات التي تحتوي على دوال مثلثية عكسية:

طرق حل المعادلات المثلثية

حل أي معادلة مثلثية يتكون من مرحلتين:

• مع المساعدة في تحويله إلى الأبسط؛
• حل أبسط معادلة تم الحصول عليها باستخدام الصيغ الجذرية والجداول المكتوبة أعلاه.

دعونا نلقي نظرة على طرق الحل الرئيسية باستخدام الأمثلة.

الطريقة الجبرية.

تتضمن هذه الطريقة استبدال متغير واستبداله بالمساواة.

مثال. حل المعادلة: `2cos^2(x+\frac \pi 6)-3sin(\frac \pi 3 - x)+1=0`

`2cos^2(x+\frac \pi 6)-3cos(x+\frac \pi 6)+1=0`,

قم بالاستبدال: `cos(x+\frac \pi 6)=y`، ​​ثم `2y^2-3y+1=0`،

نجد الجذور: `y_1=1, y_2=1/2`، ويتبع منها حالتان:

1. `cos(x+\frac \pi 6)=1`, `x+\frac \pi 6=2\pi n`, `x_1=-\frac \pi 6+2\pi n`.

2. `cos(x+\frac \pi 6)=1/2`, `x+\frac \pi 6=\pm arccos 1/2+2\pi n`, `x_2=\pm \frac \pi 3- \frac \pi 6+2\pi n`.

الإجابة: `x_1=-\frac \pi 6+2\pi n`، `x_2=\pm \frac \pi 3-\frac \pi 6+2\pi n`.

التخصيم.

مثال. حل المعادلة: `sin x+cos x=1`.

حل. لننقل جميع حدود المساواة إلى اليسار: `sin x+cos x-1=0`. باستخدام ، نقوم بتحويل وتحليل الجانب الأيسر:

`الخطيئة x - 2sin^2 x/2=0`،

`2sin x/2 cos x/2-2sin^2 x/2=0`،

`2سين x/2 (cos x/2-sin x/2)=0`،

1. `sin x/2 =0`, `x/2 =\pi n`, `x_1=2\pi n`.
2. `cos x/2-sin x/2=0`, `tg x/2=1`, `x/2=arctg 1+ \pi n`, `x/2=\pi/4+ \pi n` , `x_2=\pi/2+ 2\pi n`.

الإجابة: `x_1=2\pi n`، `x_2=\pi/2+ 2\pi n`.

التخفيض إلى معادلة متجانسة

أولاً، عليك اختزال هذه المعادلة المثلثية إلى أحد الشكلين:

`a sin x+b cos x=0` (معادلة متجانسة من الدرجة الأولى) أو `a sin^2 x + b sin x cos x +c cos^2 x=0` (معادلة متجانسة من الدرجة الثانية).

ثم اقسم كلا الجزأين على `cos x \ne 0` - للحالة الأولى، وعلى `cos^2 x \ne 0` - للحالة الثانية. حصلنا على معادلات `tg x`: `a tg x+b=0` و`a tg^2 x + b tg x +c =0`، والتي تحتاج إلى حل باستخدام الطرق المعروفة.

مثال. حل المعادلة: `2 sin^2 x+sin x cos x - cos^2 x=1`.

حل. لنكتب الجانب الأيمن بالشكل `1=sin^2 x+cos^2 x`:

`2 الخطيئة^2 x+الخطيئة x cos x — cos^2 x=` `الخطيئة^2 x+cos^2 x`,

`2 الخطيئة^2 x+الخطيئة x cos x — cos^2 x -` ` الخطيئة^2 x — cos^2 x=0`

`الخطيئة^2 x+الخطيئة x cos x — 2 cos^2 x=0`.

هذه معادلة مثلثية متجانسة من الدرجة الثانية، نقسم طرفيها الأيمن والأيسر على `cos^2 x\ne 0`، فنحصل على:

`\frac (sin^2 x)(cos^2 x)+\frac(sin x cos x)(cos^2 x) — \frac(2 cos^2 x)(cos^2 x)=0`

`tg^2 x+tg x — 2=0`. دعنا نقدم الاستبدال `tg x=t`، مما يؤدي إلى `t^2 + t - 2=0`. جذور هذه المعادلة هي `t_1=-2` و`t_2=1`. ثم:

1. `tg x=-2`, `x_1=arctg (-2)+\pi n`, `n \in Z`
2. `tg x=1`, `x=arctg 1+\pi n`, `x_2=\pi/4+\pi n`, ` n \in Z`.

إجابة. `x_1=arctg (-2)+\pi n`, `n \in Z`, `x_2=\pi/4+\pi n`, `n \in Z`.

الانتقال إلى نصف الزاوية

مثال. حل المعادلة: `11 sin x - 2 cos x = 10`.

حل. دعونا نطبق صيغ الزاوية المزدوجة، مما يؤدي إلى: `22 sin (x/2) cos (x/2) -` `2 cos^2 x/2 + 2 sin^2 x/2=` `10 sin^2 x /2 +10 كوس ^2 س/2`

`4 تيراغرام^2 س/2 — 11 تيراغرام س/2 +6=0`

وبتطبيق الطريقة الجبرية الموصوفة أعلاه نحصل على:

1. `tg x/2=2`, `x_1=2 arctg 2+2\pi n`, `n \in Z`,
2. `tg x/2=3/4`, `x_2=arctg 3/4+2\pi n`, `n \in Z`.

إجابة. `x_1=2 arctg 2+2\pi n, n \in Z`, `x_2=arctg 3/4+2\pi n`, `n \in Z`.

مقدمة من الزاوية المساعدة

في المعادلة المثلثية `a sin x + b cos x =c`، حيث a,b,c معاملات وx متغير، قسّم كلا الطرفين على `sqrt (a^2+b^2)`:

`\frac a(sqrt (a^2+b^2)) sin x +` `\frac b(sqrt (a^2+b^2)) cos x =` `\frac c(sqrt (a^2) ) +ب^2))`.

المعاملات الموجودة على الجانب الأيسر لها خصائص الجيب وجيب التمام، أي أن مجموع مربعاتها يساوي 1 ووحداتها ليست أكبر من 1. ولنرمز إليها كما يلي: `\frac a(sqrt (a^2) +b^2))=cos \varphi` , ` \frac b(sqrt (a^2+b^2)) =sin \varphi`, `\frac c(sqrt (a^2+b^2)) =C`، ثم:

`cos \varphi sin x + sin \varphi cos x =C`.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على المثال التالي:

مثال. حل المعادلة: `3 sin x+4 cos x=2`.

حل. نقسم طرفي المساواة على `sqrt (3^2+4^2)`، نحصل على:

`\frac (3 sin x) (sqrt (3^2+4^2))+` `\frac(4 cos x)(sqrt (3^2+4^2))=` `\frac 2(sqrt) (3^2+4^2))`

`3/5 الخطيئة x+4/5 cos x=2/5`.

دعنا نشير إلى `3/5 = cos \varphi`، `4/5=sin \varphi`. بما أن `sin \varphi>0`، `cos \varphi>0`، فإننا نأخذ `\varphi=arcsin 4/5` كزاوية مساعدة. ثم نكتب المساواة لدينا في الشكل:

`cos \varphi sin x+sin \varphi cos x=2/5`

بتطبيق صيغة مجموع زوايا الجيب، نكتب مساواتنا بالشكل التالي:

`الخطيئة (x+\varphi)=2/5`،

`x+\varphi=(-1)^n arcsin 2/5+ \pi n`, `n \in Z`,

`x=(-1)^n arcsin 2/5-` `arcsin 4/5+ \pi n`, `n \in Z`.

إجابة. `x=(-1)^n arcsin 2/5-` `arcsin 4/5+ \pi n`, `n \in Z`.

المعادلات المثلثية العقلانية الكسرية

هذه هي المساواة مع الكسور التي تحتوي بسطها ومقاماتها على دوال مثلثية.

مثال. حل المعادلة. `\frac (sin x)(1+cos x)=1-cos x`.

حل. اضرب واقسم الجانب الأيمن من المساواة على `(1+cos x)`. ونتيجة لذلك نحصل على:

`\frac (sin x)(1+cos x)=` `\frac ((1-cos x)(1+cos x))(1+cos x)`

`\frac (sin x)(1+cos x)=` `\frac (1-cos^2 x)(1+cos x)`

`\frac (sin x)(1+cos x)=` `\frac (sin^2 x)(1+cos x)`

`\frac (sin x)(1+cos x)-` `\frac (sin^2 x)(1+cos x)=0`

`\frac (sin x-sin^2 x)(1+cos x)=0`

بالنظر إلى أن المقام لا يمكن أن يساوي الصفر، نحصل على `1+cos x \ne 0`, `cos x \ne -1`, ` x \ne \pi+2\pi n, n \in Z`.

دعونا نساوي بسط الكسر بالصفر: `sin x-sin^2 x=0`، `sin x(1-sin x)=0`. ثم `sin x=0` أو `1-sin x=0`.

1. `sin x=0`, `x=\pi n`, `n \in Z`
2. `1-sin x=0`, `sin x=-1`, `x=\pi /2+2\pi n, n \in Z`.

بالنظر إلى أن ` x \ne \pi+2\pi n, n \in Z`، الحلول هي `x=2\pi n, n \in Z` و `x=\pi /2+2\pi n` ، `ن \في Z`.

إجابة. `x=2\pi n`, `n \in Z`, `x=\pi /2+2\pi n`, `n \in Z`.

يُستخدم علم المثلثات، والمعادلات المثلثية على وجه الخصوص، في جميع مجالات الهندسة والفيزياء والهندسة تقريبًا. تبدأ الدراسة في الصف العاشر، وهناك دائمًا مهام لامتحان الدولة الموحدة، لذا حاول أن تتذكر جميع صيغ المعادلات المثلثية - فهي بالتأكيد ستكون مفيدة لك!

ومع ذلك، لا تحتاج حتى إلى حفظها، والشيء الرئيسي هو فهم الجوهر والقدرة على استخلاصه. انها ليست صعبة كما يبدو. شاهد بنفسك من خلال مشاهدة الفيديو.

درس وعرض حول موضوع: "حل المعادلات المثلثية البسيطة"

مواد إضافية
أعزائي المستخدمين، لا تنسوا ترك تعليقاتكم ومراجعاتكم ورغباتكم! تم فحص جميع المواد بواسطة برنامج مكافحة الفيروسات.

الأدلة وأجهزة المحاكاة في متجر Integral عبر الإنترنت للصف العاشر من 1C
نحن نحل المشاكل في الهندسة. المهام التفاعلية للبناء في الفضاء
بيئة البرمجيات "1C: منشئ رياضي 6.1"

ما سوف ندرسه :
1. ما هي المعادلات المثلثية؟

3. طريقتان رئيسيتان لحل المعادلات المثلثية.
4. المعادلات المثلثية المتجانسة.
5. أمثلة.

ما هي المعادلات المثلثية؟

يا رفاق، لقد درسنا بالفعل أركسين وأركوسين وظل قوسي وظل قوسي. الآن دعونا نلقي نظرة على المعادلات المثلثية بشكل عام.

المعادلات المثلثية هي معادلات تحتوي على متغير تحت إشارة الدالة المثلثية.

دعونا نكرر شكل حل أبسط المعادلات المثلثية:

1)إذا كان |a|≥ 1، فإن المعادلة cos(x) = a لها حل:

X= ± arccos(a) + 2πk

2) إذا كان |a|≥ 1، فإن المعادلة sin(x) = a لها حل:

3) إذا |أ| > 1، فإن المعادلة sin(x) = a وcos(x) = a ليس لها حلول 4) المعادلة tg(x)=a لها حل: x=arctg(a)+ πk

5) المعادلة ctg(x)=a لها حل: x=arcctg(a)+ πk

لجميع الصيغ ك هو عدد صحيح

أبسط المعادلات المثلثية لها الشكل التالي: T(kx+m)=a، T هي دالة مثلثية.

مثال.

حل المعادلات: أ) sin(3x)= √3/2

حل:

أ) لنشير إلى 3x=t، ثم سنعيد كتابة معادلتنا على الصورة:

حل هذه المعادلة سيكون: t=((-1)^n)arcsin(√3 /2)+ πn.

من جدول القيم نحصل على: t=((-1)^n)×π/3+ πn.

دعنا نعود إلى المتغير: 3x =((-1)^n)×π/3+ πn,

ثم x= ((-1)^n)×π/9+ πn/3

الإجابة: x= ((-1)^n)×π/9+ πn/3، حيث n عدد صحيح. (-1)^n – ناقص واحد أس n.

المزيد من الأمثلة على المعادلات المثلثية.

حل المعادلات: أ) cos(x/5)=1 ب)tg(3x- π/3)= √3

حل:

أ) هذه المرة لننتقل مباشرة إلى حساب جذور المعادلة على الفور:

X/5= ± قوس(1) + 2ط ك. ثم x/5= πk => x=5πk

الإجابة: x=5πk، حيث k عدد صحيح.

ب) نكتبها على الصورة: 3x- π/3=arctg(√3)+ πk. نحن نعلم أن: arctan(√3)=π/3

3x- π/3= π/3+ πk => 3x=2π/3 + πk => x=2π/9 + πk/3

الإجابة: x=2π/9 + πk/3، حيث k عدد صحيح.

حل المعادلات: cos(4x)= √2/2. وابحث عن جميع الجذور في القطعة.

حل:

دعونا نحل معادلتنا بشكل عام: 4x= ± arccos(√2/2) + 2πk

4x= ± π/4 + 2πk;

X= ± π/16+ πk/2;

الآن دعونا نرى ما هي الجذور التي تقع على قطاعنا. عند k عند k=0, x= π/16، نحن في المقطع المحدد.
مع k=1، x= π/16+ π/2=9π/16، نضرب مرة أخرى.
بالنسبة إلى k=2، x= π/16+ π=17π/16، لكننا لم نصل هنا، مما يعني أنه من الواضح أيضًا أننا لن نصل إلى k الكبيرة.

الإجابة: س= ط/16، س= 9ط/16

طريقتان رئيسيتان للحل.

لقد نظرنا إلى أبسط المعادلات المثلثية، ولكن هناك أيضًا معادلات أكثر تعقيدًا. ولحلها يتم استخدام طريقة إدخال متغير جديد وطريقة التحليل. دعونا نلقي نظرة على الأمثلة.

دعونا نحل المعادلة:

حل:
لحل المعادلة سنستخدم طريقة إدخال متغير جديد يدل على: t=tg(x).

نتيجة الاستبدال نحصل على: t 2 + 2t -1 = 0

لنجد جذور المعادلة التربيعية: t=-1 وt=1/3

ثم tg(x)=-1 وtg(x)=1/3، نحصل على أبسط معادلة مثلثية، لنجد جذورها.

X=arctg(-1) +πk= -π/4+πk; x=arctg(1/3) + πk.

الإجابة: x= -π/4+πk; x=arctg(1/3) + πk.

مثال على حل المعادلة

حل المعادلات: 2sin 2 (x) + 3 cos(x) = 0

حل:

لنستخدم الهوية: sin 2 (x) + cos 2 (x)=1

ستكون معادلتنا بالشكل التالي: 2-2cos 2 (x) + 3 cos (x) = 0

2 كوس 2 (س) - 3 كوس (س) -2 = 0

دعونا نقدم الاستبدال t=cos(x): 2t 2 -3t - 2 = 0

حل المعادلة التربيعية هو الجذور: t=2 وt=-1/2

ثم cos(x)=2 وcos(x)=-1/2.

لأن لا يمكن لجيب التمام أن يأخذ قيمًا أكبر من واحد، وبالتالي فإن cos(x)=2 ليس له جذور.

بالنسبة لـ cos(x)=-1/2: x= ± arccos(-1/2) + 2πk; س= ±2π/3 + 2πك

الإجابة: x= ±2π/3 + 2πk

المعادلات المثلثية المتجانسة.

تعريف: تسمى المعادلات ذات الشكل a sin(x)+b cos(x) بالمعادلات المثلثية المتجانسة من الدرجة الأولى.

معادلات النموذج

المعادلات المثلثية المتجانسة من الدرجة الثانية.

لحل معادلة مثلثية متجانسة من الدرجة الأولى، قسّمها على cos(x): لا يمكنك القسمة على جيب التمام إذا كان يساوي صفرًا، فلنتأكد من أن الأمر ليس كذلك:
لنفترض أن cos(x)=0، ثم asin(x)+0=0 => sin(x)=0، لكن الجيب وجيب التمام لا يساويان الصفر في نفس الوقت، نحصل على تناقض، حتى نتمكن من القسمة بأمان بمقدار الصفر.

حل المعادلة:
مثال: cos 2 (x) + sin(x) cos(x) = 0

حل:

لنأخذ العامل المشترك: cos(x)(c0s(x) + sin (x)) = 0

ثم نحتاج إلى حل معادلتين:

Cos(x)=0 وcos(x)+sin(x)=0

Cos(x)=0 عند x= π/2 + πk;

خذ بعين الاعتبار المعادلة cos(x)+sin(x)=0 قسّم المعادلة على cos(x):

1+tg(x)=0 => tg(x)=-1 => x=arctg(-1) +πk= -π/4+πk

الإجابة: x= π/2 + πk و x= -π/4+πk

كيفية حل المعادلات المثلثية المتجانسة من الدرجة الثانية؟
يا رفاق، اتبعوا هذه القواعد دائمًا!

1. تعرف على ما يساويه المعامل a، إذا كانت a=0 فإن معادلتنا ستأخذ الشكل cos(x)(bsin(x)+ccos(x))، مثال على الحل موجود في الشريحة السابقة

2. إذا كان a≠0، فأنت بحاجة إلى قسمة طرفي المعادلة على مربع جيب التمام، نحصل على:

نغير المتغير t=tg(x) ونحصل على المعادلة:

حل المثال رقم:3

حل المعادلة:
حل:

دعونا نقسم طرفي المعادلة على مربع جيب التمام:

نغير المتغير t=tg(x): t 2 + 2 t - 3 = 0

لنجد جذور المعادلة التربيعية: t=-3 وt=1

ثم: tg(x)=-3 => x=arctg(-3) + πk=-arctg(3) + πk

Tg(x)=1 => x= π/4+ πk

الإجابة: x=-arctg(3) + πk وx= π/4+ πk

حل المثال رقم:4

حل المعادلة:

حل:
دعونا نحول تعبيرنا:

يمكننا حل هذه المعادلات: x= - π/4 + 2πk و x=5π/4 + 2πk

الإجابة: x= - π/4 + 2πk و x=5π/4 + 2πk

حل المثال رقم:5

حل المعادلة:

حل:
دعونا نحول تعبيرنا:

دعونا نقدم الاستبدال tg(2x)=t:2 2 - 5t + 2 = 0

سيكون حل المعادلة التربيعية هو الجذور: t=-2 وt=1/2

ثم نحصل على: tg(2x)=-2 و tg(2x)=1/2
2x=-arctg(2)+ πk => x=-arctg(2)/2 + πk/2

2x= arctg(1/2) + πk => x=arctg(1/2)/2+ πk/2

الإجابة: x=-arctg(2)/2 + πk/2 و x=arctg(1/2)/2+ πk/2

مشاكل للحل المستقل.

1) حل المعادلة

أ) sin(7x)= 1/2 ب) cos(3x)= √3/2 ج) cos(-x) = -1 د) tg(4x) = √3 د) ctg(0.5x) = -1.7

2) حل المعادلات: sin(3x)= √3/2. وأوجد جميع الجذور في القطعة [π/2; π].

3) حل المعادلة: cot 2 (x) + 2 cot (x) + 1 =0

4) حل المعادلة: 3 sin 2 (x) + √3sin (x) cos(x) = 0

5) حل المعادلة: 3sin 2 (3x) + 10 sin(3x)cos(3x) + 3 cos 2 (3x) =0

6) حل المعادلة: cos 2 (2x) -1 - cos(x) =√3/2 -sin 2 (2x)