sin(x) + cos(x) = a/sin(x)Решить при a = 0 и при

Sin(x) + cos(x) = a/sin(x)
Решить при a = 0 и при всех значениях параметра a.

Задать свой вопрос
Кечер Инна
в правой доли стоит a, делённое на синус икс?
Аделина Шекарова
Да
Dzirns Nadja
в правой доли стоит a, делённое на синус икс?
Anatolij
Да
1 ответ
Рассмотрим случай, когда a = 0

получаем уравнение
sin x + cosx = 0 - однородное тригонометрическое уравнение. Такие уравнения обычно решаются путём разделения обеих долей на sin x либо на cos x. Поделим на косинус.

 \fracsinxcosx + 1 = 0 \\ tgx + 1 = 0 \\ tg x = -1 \\ x = - \frac \pi 4  +  \pi n

P.S.: здесь надобно тормознуть и отметить, почему можно поделить на синус, или косинус. Как мы знаем, имеем право делить лишь на выражения, которые нигде в собственной области определения не обращаются в 0. Почему косинус нигде не обратится в 0? Предположим оборотное. Пусть cos x = 0. Но тогда из самого уравнения обретаем, что и sin x = 0. Может ли такое быть? Нет, не может. В силу основного тригонометрического тождества  sin^2x  = 1 -  cos^2 x = 1 - 0 = 1 - противоречие. Потому косинус Везде отличен от 0 и можно на него поделить, что мы и сделали.

Пусть теперь a \neq 0. Тогда у нас имеется уравнение вида:
sin x + cos x =  \fracasinx
Помножим обе доли на sin x с условием, очевидно, что sin x \neq 0
Имеем систему:
 \left \  sin^2x+sinxcosx = a  \atop sin x \neq 0 \right.
Разбираемся с первым уравнением. Оно тоже однородное(сводится к нему), только уже второй степени.

 sin^2 x + sinxcosx = a( sin^2x +  cos^2x) \\  sin^2 x - a sin^2 x + sinxcosx - a cos^2 x = 0 \\ (1-a) sin^2 x + sinxcosx - a cos^2 x = 0

Здесь уже хорошо видно, что если a = 1,то уравнение  имеет вид:

sin xcosx -  cos^2 x = 0 \\ cosx(sinx - cos x) = 0
Отсюда cos x = 0                   либо              sinx - cos x = 0
             x =  \frac \pi 2 +  \pi n                  ctg x = 1 \\ x =  \frac \pi 4 +  \pi k   

Заключительнее уравнение тоже однородное, мы поделили на sin x \neq 0. Решения первого уравнения также удовлетворяют неравенству, так как если cos x = 0, то sin x = 1.

Пусть a \neq 1 Тогда  разделяем обе доли на  sin^2 x  \neq  0
1-a +  \fraccosxsinx - a \frac cos^2x  sin^2 x = 0 \\ a ctg^2 x - ctgx + a - 1 = 0
Пусть ctg x = t
a t^2 - t + a - 1 = 0.
Это уравнение является квадратным, так как a \neq 0 Его дискриминант
D = 1 - 4a(a-1) = 1 - 4 a^2 + 4a = -(4 a^2  - 4a - 1)
Дальше осмотрим такие случаи:
1)D \ \textless \  0, тогда квадратное уравнение условно котангенса не имеет корней.  начальное уравнение не имеет корней. Это произойдёт при:
    -(4 a^2 -4a-1) \ \textless \  0 \\ 4 a^2  - 4a - 1 \ \textgreater \  0
Отыскиваем корешки квадратного трёхчлена:
      D = 16 + 16 = 32 \\  x_1,2 =  \frac4+- \sqrt32 8 =  \frac1+- \sqrt2 2
Решая неравенство, получаем, что при
   a(-, \frac1- \sqrt2 2 )( \frac1+ \sqrt2 2 ,+) начальное уравнение не имеет решений.

2)Если же D \ \textgreater \  0, то есть 4 a^2 -4a-1 \ \textless \  0,
что происходит при a( \frac1- \sqrt2 2 ,  0)(0,1)(1,  \frac1+ \sqrt2 2) ,то квадратное уравнение имеет два разных корня:
 t_1,2 = \frac1+- \sqrt1 - 4 a^2 + 4a  2a
Возвращаемся назад к x:
ctg x = \frac1+ \sqrt1 - 4 a^2 + 4a  2a
       x = arcctg(\frac1+ \sqrt1 - 4 a^2 + 4a  2a) +  \pi n
                                                           либо
    ctg x = \frac1- \sqrt1 - 4 a^2 + 4a  2a \\ x = arcctg(\frac1- \sqrt1 - 4 a^2 + 4a  2a) +  \pi k

     Вписываются ли эти серии  в условие sin x \neq  0?
Пусть sin x = 0. Тогда из уравнения моментально получаем, что
                                            acosx = 0
         , откуда либо a = 0(мы теснее рассмотрели его), или cos x = 0(что невероятно). То есть, все наши серии являются решениями уравнения при всех обозначенных а.

3)Осталось осмотреть две граничные точки(при которых D = 0).
        а)Если a =  \frac1+ \sqrt2 2 , то
           t =  \frac12a =  \frac11+ \sqrt2   \\ ctg x =  \frac11+ \sqrt2   \\ x = arcctg( \frac11+ \sqrt2  ) +  \pi n - тут тоже синус очевидно отличен от 0.
        б)Если a =  \frac1 -  \sqrt2 2 , то
             t =  \frac12a =  \frac11- \sqrt2  \\ ctg x =  \frac11- \sqrt2   \\ x = arcctg( \frac11- \sqrt2  ) +  \pi n

Таким образом, можем записать ответ к задачке в таком виде:
Ответ: при a \ \textless \   \frac1- \sqrt2 2 - уравнение не имеет решений; при  \frac1- \sqrt2 2  \leq  a \ \textless \  0 уравнение имеет две серии решений  x_1,2 =  arcctg(\frac1+- \sqrt1-4 a^2 +4a 2a ) +  \pi n; при a = 0 уравнение имеет единственную серию решений
x = - \frac \pi 4 +  \pi n; при 0 \ \textless \  a  \leq  \frac1+ \sqrt2 2 подобно  amp;10;x_1,2 = arcctg( \frac1+- \sqrt1-4 a^2 +4a 2a ); при a \ \textgreater \   \frac1+ \sqrt2 2   решений нет.
Исаленкова Дарина
если непонятно, как получен ответ, я поясню. При отдельных а приобретенные серии решений - это частные случаи серий, зависящих от параметра, в связи с чем эти точки стоит прикреплять к концам подходящих интервалов.
Полинка Кукшинова
Есть же такая формула: 1 + ctg^2(x) = 1/sin^2(x)
Леша Кейлис-Борок
да, есть
Шоломицкая Альбина
если непонятно, как получен ответ, я объясню. При отдельных а приобретенные серии решений - это приватные случаи серий, зависящих от параметра, в связи с чем эти точки стоит прикреплять к концам подходящих промежутков.
Егор Григориш
Есть же такая формула: 1 + ctg^2(x) = 1/sin^2(x)
Дмитрий Кожакаров
да, есть
, оставишь ответ?
Имя:*
E-Mail:


Последние вопросы

Добро пожаловать!

Для того чтобы стать полноценным пользователем нашего портала, вам необходимо пройти регистрацию.
Зарегистрироваться
Создайте собственную учетную запить!

Пройти регистрацию
Авторизоваться
Уже зарегистрированны? А ну-ка живо авторизуйтесь!

Войти на сайт