Нейросеть

ГДЗ: Упражнение 497 - § 28 (Формулы сложения) - (Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы, Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна)

Страницы: 144, 146, 147, 148
Глава: Глава 5
Параграф: § 28 - Формулы сложения
Учебник: Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы -
Автор: Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна
Год: 2025
Издание:

497 упражнение:

Решить уравнение:

1) \( \cos 6x \cos 5x + \sin 6x \sin 5x = -1 \)

Решим уравнение \( \cos 6x \cos 5x + \sin 6x \sin 5x = -1 \) .

  • Шаг 1: Левая часть уравнения является формулой косинуса разности:
    \( \cos 6x \cos 5x + \sin 6x \sin 5x = \cos(6x - 5x) = \cos x \)
  • Шаг 2: Заменим левую часть:
    \( \cos x = -1 \)
  • Шаг 3: Решим простейшее тригонометрическое уравнение. Косинус равен -1 в точках \( \pi + 2\pi n \) , где \( n \in \mathbb{Z} \) .
    \( x = \pi + 2\pi n, \quad n \in \mathbb{Z} \)

Ответ: \( x = \pi + 2\pi n, \quad n \in \mathbb{Z} \)

2) \( \sin 3x \cos 5x - \sin 5x \cos 3x = -1 \)

Решим уравнение \( \sin 3x \cos 5x - \sin 5x \cos 3x = -1 \) .

  • Шаг 1: Левая часть уравнения является формулой синуса разности \( \sin(\alpha - \beta) = \sin\alpha \cos\beta - \cos\alpha \sin\beta \) .
    Перепишем левую часть, используя свойство коммутативности умножения:
    \( \sin 3x \cos 5x - \cos 3x \sin 5x \) (Здесь \( \alpha = 3x \) , \( \beta = 5x \) ).
    \( \sin 3x \cos 5x - \cos 3x \sin 5x = \sin(3x - 5x) = \sin(-2x) \)
  • Шаг 2: Используем свойство нечетности синуса \( \sin(-2x) = -\sin 2x \) .
    Уравнение примет вид:
    \( -\sin 2x = -1 \)
    \( \sin 2x = 1 \)
  • Шаг 3: Решим простейшее тригонометрическое уравнение. Синус равен 1 в точках \( \frac{\pi}{2} + 2\pi n \) , где \( n \in \mathbb{Z} \) .
    \( 2x = \frac{\pi}{2} + 2\pi n, \quad n \in \mathbb{Z} \)
  • Шаг 4: Разделим обе части на 2:
    \( x = \frac{\pi}{4} + \pi n, \quad n \in \mathbb{Z} \)

Ответ: \( x = \frac{\pi}{4} + \pi n, \quad n \in \mathbb{Z} \)

3) \( \sqrt{2} \cos\left(\frac{\pi}{4} + x\right) - \cos x = 1 \)

Решим уравнение \( \sqrt{2} \cos(\frac{\pi}{4} + x) - \cos x = 1 \) .

  • Шаг 1: Раскроем \( \cos(\frac{\pi}{4} + x) \) по формуле косинуса суммы:
    \( \cos\left(\frac{\pi}{4} + x\right) = \cos\frac{\pi}{4} \cos x - \sin\frac{\pi}{4} \sin x \)
    \( = \frac{\sqrt{2}}{2} \cos x - \frac{\sqrt{2}}{2} \sin x \)
  • Шаг 2: Подставим это в исходное уравнение:
    \( \sqrt{2} \left(\frac{\sqrt{2}}{2} \cos x - \frac{\sqrt{2}}{2} \sin x\right) - \cos x = 1 \)
  • Шаг 3: Умножим \( \sqrt{2} \) на скобку (т.к. \( \sqrt{2} \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{2}{2} = 1 \) ):
    \( 1 \cdot \cos x - 1 \cdot \sin x - \cos x = 1 \)
  • Шаг 4: Приведем подобные слагаемые:
    \( \cos x - \sin x - \cos x = 1 \)
    \( -\sin x = 1 \)
    \( \sin x = -1 \)
  • Шаг 5: Решим простейшее тригонометрическое уравнение. Синус равен -1 в точках \( -\frac{\pi}{2} + 2\pi n \) , где \( n \in \mathbb{Z} \) .
    \( x = -\frac{\pi}{2} + 2\pi n, \quad n \in \mathbb{Z} \)

Ответ: \( x = -\frac{\pi}{2} + 2\pi n, \quad n \in \mathbb{Z} \)

4) \( \sqrt{2} \sin\left(\frac{\pi}{4} - \frac{x}{2}\right) + \sin x = 1 \)

Решим уравнение \( \sqrt{2} \sin(\frac{\pi}{4} - \frac{x}{2}) + \sin x = 1 \) .

  • Шаг 1: Раскроем \( \sin(\frac{\pi}{4} - \frac{x}{2}) \) по формуле синуса разности:
    \( \sin\left(\frac{\pi}{4} - \frac{x}{2}\right) = \sin\frac{\pi}{4} \cos \frac{x}{2} - \cos\frac{\pi}{4} \sin \frac{x}{2} \)
    \( = \frac{\sqrt{2}}{2} \cos \frac{x}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2} \sin \frac{x}{2} \)
  • Шаг 2: Подставим это в исходное уравнение:
    \( \sqrt{2} \left(\frac{\sqrt{2}}{2} \cos \frac{x}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2} \sin \frac{x}{2}\right) + \sin x = 1 \)
  • Шаг 3: Умножим \( \sqrt{2} \) на скобку (т.к. \( \sqrt{2} \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = 1 \) ):
    \( 1 \cdot \cos \frac{x}{2} - 1 \cdot \sin \frac{x}{2} + \sin x = 1 \)
    \( \cos \frac{x}{2} - \sin \frac{x}{2} + \sin x = 1 \)
  • Шаг 4: Используем формулу двойного угла для \( \sin x \) : \( \sin x = 2 \sin \frac{x}{2} \cos \frac{x}{2} \) .
    \( \cos \frac{x}{2} - \sin \frac{x}{2} + 2 \sin \frac{x}{2} \cos \frac{x}{2} = 1 \)
  • Шаг 5: Перенесем 1 в левую часть и сгруппируем:
    \( (\cos \frac{x}{2} - 1) + (2 \sin \frac{x}{2} \cos \frac{x}{2} - \sin \frac{x}{2}) = 0 \)
  • Шаг 6: Вынесем общие множители. Из второй скобки: \( \sin \frac{x}{2} \) .
    \( (\cos \frac{x}{2} - 1) + \sin \frac{x}{2} (2 \cos \frac{x}{2} - 1) = 0 \)
  • Шаг 7: Это уравнение сложно решить без дальнейших преобразований. Возможно, была опечатка в условии, которая упростила бы уравнение до более простого вида, например, если бы \( \sin x \) был \( \sin 2x \) или использовались формулы половинного угла.
    Однако, если использовать тождество \( 1 - \cos \alpha = 2 \sin^2 \frac{\alpha}{2} \) , то \( \cos \frac{x}{2} - 1 = - (1 - \cos \frac{x}{2}) = -2 \sin^2 \frac{x}{4} \) (это не упрощает).
    Попробуем сгруппировать по-другому:
    \( (\cos \frac{x}{2} - \sin \frac{x}{2}) + (2 \sin \frac{x}{2} \cos \frac{x}{2} - 1) = 0 \)
    Если бы было \( \cos \frac{x}{2} - \sin \frac{x}{2} = 0 \) , то \( \text{tg} \frac{x}{2} = 1 \) .
  • Шаг 8: Решим уравнение \( \cos \frac{x}{2} - \sin \frac{x}{2} + 2 \sin \frac{x}{2} \cos \frac{x}{2} = 1 \) при помощи введения вспомогательного угла:
    \( \frac{\sqrt{2}}{2} \cos \frac{x}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2} \sin \frac{x}{2} = \frac{1}{\sqrt{2}} (1 - 2 \sin \frac{x}{2} \cos \frac{x}{2}) \)
    \( \cos(\frac{\pi}{4} + \frac{x}{2}) = \frac{1}{\sqrt{2}} (1 - \sin x) \) - Неверный путь.
  • Шаг 9: Возвращаемся к \( \cos \frac{x}{2} - \sin \frac{x}{2} + 2 \sin \frac{x}{2} \cos \frac{x}{2} = 1 \) .
    Сделаем замену \( t = \cos \frac{x}{2} - \sin \frac{x}{2} \) . Тогда \( t^2 = 1 - 2 \sin \frac{x}{2} \cos \frac{x}{2} \) , откуда \( 2 \sin \frac{x}{2} \cos \frac{x}{2} = 1 - t^2 \) .
    Уравнение: \( t + (1 - t^2) = 1 \)
    \( t + 1 - t^2 = 1 \)
    \( t - t^2 = 0 \)
    \( t(1 - t) = 0 \)
    Значит, \( t = 0 \) или \( t = 1 \) .
  • Шаг 10: Обратная замена.
    Случай 1: \( t = 0 \)
    \( \cos \frac{x}{2} - \sin \frac{x}{2} = 0 \implies \cos \frac{x}{2} = \sin \frac{x}{2} \)
    Разделим на \( \cos \frac{x}{2} \) (т.к. если \( \cos \frac{x}{2} = 0 \), то и \( \sin \frac{x}{2} = 0 \), что невозможно):
    \( \text{tg} \frac{x}{2} = 1 \implies \frac{x}{2} = \frac{\pi}{4} + \pi n \implies x = \frac{\pi}{2} + 2\pi n, \quad n \in \mathbb{Z} \)
  • Случай 2: \( t = 1 \)
    \( \cos \frac{x}{2} - \sin \frac{x}{2} = 1 \)
    Применим метод введения вспомогательного угла:
    \( \sqrt{1^2 + (-1)^2} \cos\left(\frac{x}{2} + \phi\right) = 1 \) , где \( \cos\phi = \frac{1}{\sqrt{2}} \), \( \sin\phi = -\frac{1}{\sqrt{2}} \) , т.е. \( \phi = -\frac{\pi}{4} \) .
    \( \sqrt{2} \cos\left(\frac{x}{2} + \left(-\frac{\pi}{4}\right)\right) = 1 \)
    \( \cos\left(\frac{x}{2} - \frac{\pi}{4}\right) = \frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{2} \)
    \( \frac{x}{2} - \frac{\pi}{4} = \pm \frac{\pi}{4} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z} \)
    Подслучай 2а: \( \frac{x}{2} - \frac{\pi}{4} = \frac{\pi}{4} + 2\pi k \implies \frac{x}{2} = \frac{2\pi}{4} + 2\pi k = \frac{\pi}{2} + 2\pi k \implies x = \pi + 4\pi k \)
    Подслучай 2б: \( \frac{x}{2} - \frac{\pi}{4} = -\frac{\pi}{4} + 2\pi k \implies \frac{x}{2} = 2\pi k \implies x = 4\pi k \)

Ответ: \( x = \frac{\pi}{2} + 2\pi n \); \( x = 4\pi k \); \( x = \pi + 4\pi k \), где \( n, k \in \mathbb{Z} \)

Что применять при решении

Косинус суммы двух углов
Косинус суммы двух углов равен произведению косинусов этих углов минус произведение их синусов.
Косинус разности двух углов
Косинус разности двух углов равен произведению косинусов этих углов плюс произведение их синусов.
Синус суммы двух углов
Синус суммы двух углов равен произведению синуса первого угла на косинус второго плюс произведение косинуса первого угла на синус второго.
Синус разности двух углов
Синус разности двух углов равен произведению синуса первого угла на косинус второго минус произведение косинуса первого угла на синус второго.
Тангенс суммы двух углов
Тангенс суммы двух углов равен отношению суммы тангенсов этих углов к единице минус произведение их тангенсов, при условии, что все тангенсы определены и знаменатель не равен нулю.
Формулы приведения
Формулы, позволяющие выразить тригонометрические функции угла \( \frac{\pi}{2} \pm \alpha \) , \( \pi \pm \alpha \) и т.д. через функции угла \( \alpha \). В частности, \( \sin(\frac{\pi}{2} - \alpha) = \cos\alpha \) и \( \cos(\frac{\pi}{2} - \alpha) = \sin\alpha \) .

Задали создать проект?

Создай с помощью ИИ за 5 минут

До 90% уникальность
Готовый файл Word
15-30 страниц
Список источников по ГОСТ
Оформление по ГОСТ
Таблицы и схемы

Другие упражнения из параграфа § 28

481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497
Уведомление об авторском праве и цитировании

ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме, оправданном поставленной целью.

Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве (в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).

В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования указаны для каждого используемого фрагмента.