опорный конспект "Тригонометрические уравнения"
методическая разработка по алгебре (10 класс) на тему

Константинова Елена Юрьевна

методическая разработка по алгебре 10 класса. Предназначена для изуения нового материала, содержит примеры решения простейших тригонометрических уравнений

Скачать:

ВложениеРазмер
Файл trigonometricheskie_uravneniya.docx200.62 КБ

Предварительный просмотр:

 

               

     

           

        «Уравнение есть равенство, которое ещё не является истинным, но которое стремятся сделать истинным, не будучи уверенным, что этого можно достичь.

                              А. Фуше

                                                               Составила учитель математики

                                                        МБОУ «ЦО №3»  Константинова Е.Ю.

                                                                   

Цели:

Ввести понятие арксинуса, арккосинуса, арктангенса, арккотангенса, формулы корней простейших тригонометрических уравнений вида:

sin x = a,   cos x = a,   tg x = a.

Научить учащихся «видеть различные типы тригонометрических уравнений.

Рассмотреть примеры решения простейших тригонометрических уравнений, однородных уравнений и уравнений, приводимых к ним, а также уравнений, решаемых методом группировки, и разложением на множители. 

Способствовать развитию навыков самостоятельного применения знаний при решении тригонометрических уравнений.

В результате изучения темы учащиеся должны:

Уметь решать различные типы тригонометрических уравнений.

Арксинусом числа  а  называется такое число из отрезка , синус которого равен  а.

Пример 1    Найдём arcsin .

аrcsin = ,  так как sin  =  и  є .

Пример 2    Найдём arcsin  .

Число из промежутка , синус которого есть  , равно  .

Поэтому arcsin =

Арккосинусом числа  а  называется такое число из отрезка  [0; π], косинус которого равен  а.

Пример 3    Найдём arccos .

аrcсos  = , так как  cos = и  є [0; π].

Пример 4     Найдём arcсos .

arcсos = , так как cos =  и   є [0; π].

Арктангенсом числа  а  называется такое число из интервала , тангенс которого равен  а.

Пример 5      Найдём arctg 1.

arctg 1 = , так как tg = 1  и   є .

Пример 6     Найдём arctg (–1).

arctg (–1) = , так как tg = –1  и   є.

Арккотангенсом числа  а  называется такое число из интервала (0; π), котангенс которого равен  а.

Пример 7    Найдём arcctg (–1).

arcctg (–1) = , так как ctg = –1  и  є (0; π).

            Выполнить самостоятельно.

Вычислите:

1) arcsin 0;        5) arccos ;        9) arctg 1;

2) arcsin ;        6) arcсos ;        10) arctg (–1);

3) arcsin 1;                          7) arcсos ;        11) arctg 0;

4) arcsin ;        8) arcсos 1;        12) arcctg (–1).

Имеют ли смысл выражения:

1) arcsin ;        5) arcсos π;

                                                                      _

2) arcsin 1,5;        6) arcsin (3 – √20);

                  _                                                 _

3) arcсos √5;        7) arcсos (– √3);

4) arcсos ;        8) arcsin .

Найдите значения выражений:

1) arcsin 0 + arcсos 0;                               4) arcsin  +  arcсos ;

2) arcsin + arcсos ;         5) arctg 1 – arctg √3;

3) arcsin (–1) + arcсos ;                   6) arctg (– √3) + arctg 0.

             

                   Простейшие тригонометрические уравнения.

Уравнение, содержащее неизвестную величину под знаком тригонометрической функции, называется тригонометрическим.

           sin x = a,      –1 ≤ a ≤ 1

       x = (–1)n ∙ arcsin a + πn,  nєZ

                        

        

     sin x = 1

 x = + 2πn,  nєZ

        sin x = 0

      x = πn,  nєZ

     sin x = –1

 x = + 2πn,  nєZ


           cos x = a,      –1 ≤ a ≤ 1

       x = ± arccos a + 2πn,  nєZ

                        

        

     cos x = 0

 x = + πn,  nєZ

        cos x = 1

      x = 2πn,  nєZ

     cos x = –1

 x = π + 2πn,  nєZ

           tg x = a,      а – любое

            x = arctg a + πn,  nєZ

                        

        

       tg x = 1

 x = + πn,  nєZ

        tg x = 0

      x = πn,  nєZ

       tg x = –1

 x = + πn,  nєZ

    Примеры решения простейших тригонометрических уравнений.

                     _

1) 2cos x + √3 = 0,

                        _

    2cos x = – √3,

    cos x = ,

   x = ± arccos + 2πn, nєZ,

   x = ± + 2πn, nєZ.

                     _

2) 2 sin x – √2 = 0,

                     _

    2 sin x = √2,

    sin x = ,

    x = (– 1)n ∙ arcsin  + πn, nєZ,

    x = (– 1)n ∙  + πn, nєZ.

3) 2cos x – 1 = 0,

    2cos x = 1,

    cos x = ,

    x = ± arccos  + 2πn, nєZ,

    x = ±  + 2πn, nєZ,

      _

4) √3 tg x + 1 = 0,

      _

    √3 tg x = – 1,

     tg x = ,

     x = arctg  + πn, nєZ,

     x =  + πn, nєZ.

5) sin 2x = ,

    2x = (–1)n ∙ arcsin + πn, nєZ,

    2x = (–1)n ∙  + πn, nєZ,

    Разделим обе части уравнения

    на 2, получим:

    х = (–1)n ∙  + , nєZ.

6) cos  = ,

      = ± arccos  + 2πn, nєZ,

      = ±  + 2πn, nєZ,

     Умножим обе части уравнения

      на 3, получим:

      х = ± 2π + 6πn, nєZ.

                    _

7) 2sin x + √2 = 0,

                       _

    2sin x = – √2,

    sin x = ,

    x = (–1)n ∙ arcsin  + πn, nєZ,

    x = (–1)n ∙  + πn, nєZ.

8) sin x – 1 = 0,

    sin x = 1,

    x =  + 2πn, nєZ.

                                  Решите самостоятельно:

  _

√2 sin x + 1 = 0

1) (–1)n ∙  + πn, nєZ,                                             3) ±  + 2πn, nєZ,

2) (–1)n + 1 ∙  + πn, nєZ,                                         4) ±  + 2πn, nєZ.

                 _

2 sin x + √3 = 0

1) (–1)n ∙  + πn, nєZ,                                           3)  ±  + 2πn, nєZ,                                  

2) ±  + 2πn, nєZ,                                            4) (–1)n + 1 ∙  + 2πn, nєZ.                                        

                  _

2 cos x + √2 = 0

1) (–1)n ∙  + πn, nєZ,                                       3)         ±  + 2πn, nєZ,                                

2) ±  + 2πn, nєZ,                                             4) ±  + πn, nєZ.                                

2 cos x + 1 = 0

1) ±  + 2πn, nєZ,                                            3) ±  + 2πn, nєZ,                                                                          

2) (–1)n ∙  + πn, nєZ,                                      4) (–1)n ∙  + πn, nєZ.                                                                        

cos x – 1 = 0

1) ±  + πn, nєZ,                                                3) 2πn, nєZ,                                                                                                                                                  

2) (–1)n ∙  + πn, nєZ,                                        4) ±  +  2πn, nєZ.                                                                                                        

            _

tg x + √3 = 0 

1) ±  + 2πn, nєZ,                                              3)  + πn, nєZ,                                                                                              

2) (–1)n ∙  + πn, nєZ,                                        4)  + πn, nєZ.                                

cos 4x = 0

1)  + πn, nєZ,                                                   3)  +  , nєZ,                                                                                                                                                                                              

2)  +  πn, nєZ.                                                  4) ±  +  , nєZ.                                                                                                                                                                                                                                                                                                    

          Примеры решения тригонометрических  уравнений. 

Ранее были представлены формулы корней простейших тригонометрических уравнений sin x = a, cos x = a, tg x = a.

К этим уравнениям сводятся другие тригонометрические уравнения. Для большинства таких уравнений требуется применение различных формул и преобразований тригонометрических выражений. Рассмотрим некоторые примеры решения тригонометрических уравнений.

п/п

Способы решения тригонометрических уравнений.

Образцы решения тригонометрических уравнений.

Примеры для самостоятельного решения.

I.

Данные уравнения решаются путём введения новой переменной.

2 sin2 x + sin x = 0.

Пусть sin x = y, тогда данное уравнение можно записать в виде:

2y2 + y – 1 = 0.

Мы получим квадратное уравнение. Решим его.

D = b2 – 4ac = 12 – 4 ∙ 2 ∙ (–1) = 9

D > 0 (2 корня).

y = = = ;

y1 = ;  y2 = –1.

Следовательно:

sin x =  

x = (–1)n ∙ arcsin  + πn, nєZ,

x = (–1)n ∙  + πn, nєZ.

sin x = –1

x =  + 2πn, nєZ.

Ответ: (–1)n ∙  + πn, nєZ

             + 2πn, nєZ

2 sin2 x – sin x – 1 = 0

3 sin2 x – 5 sin x – 2 = 0

6 cos2 x + cos x – 1 = 0

4 cos2 x – 8 cos x + 3 =0

II

Данные уравнения решаются путём введения новой переменной. Используются формулы:

sin2 x = 1 – cos2 x

cos2 x = 1 – sin2 x.

6 sin2 x + 5 cos x – 2 = 0

Заменяя sin2 x на 1 – cos2 x,

получим:

6 ∙ (1 – cos2 x) + 5 cos x – 2 = 0,

6 – 6 cos2 x + 5 cos x – 2 = 0,

–6 cos2 x + 5 cos x + 4 = 0,

Введём новую переменную:

cos2 x = y,  тогда данное уравнение можно записать в виде: –6 y2 + 5 y + 4 = 0.

Решим квадратное уравнение:

D = b2 – 4ac = 52 – 4 ∙ (–6) ∙ 4 =121,  D > 0 (2 корня)

y === ;

y1 = , y2 =  следовательно:

cos x =

x = ± arccos + 2 πn, nєZ,

x = ± + 2 πn, nєZ.

cos x =  нет корней, так как

> 1.

Ответ: ±+ 2 πn, nєZ.

5 sin2 x + 6 cos x – 6 =0

2 cos2 x + sin x + 1 = 0

cos2 x + 3 sin x = 3

2 sin2 x + 3 cos x = 0

III

Данные уравнения решаются путём введения новой переменной. Обе части уравнения разделим на cos2 x, при этом получим уравнение, равносильное данному. Используем формулу:

tg x = .

3 sin2 x – 4 sin x cos x + cos2 x =0

Разделим обе части уравнения на cos2 x. Получим уравнение:

3 tg2 x – 4 tg x + 1 = 0.

Введём новую переменную:

tg x = y, получим квадратное уравнение 3 y2 – 4 y + 1 = 0,

и решим его.

D = b2 – 4ac = (–4)2 – 4 ∙ 3 ∙ 1 =4,

D > 0 (2 корня)

y == = ;

y1 = 1,  y2 = , следовательно:

tg x = 1,

x = arctg 1 + πn, nєZ,

x =  + πn, nєZ.

tg x = ,

x = arctg  + πn, nєZ.

Ответ:  + πn, nєZ.

    arctg  + πn, nєZ.

3 sin2 x + sin x cos x –  2 cos2 x = 0

2 cos2 x – 3 sin x cos x + sin2 x = 0

IV

Данные уравнения решаются путём деления обеих частей уравнения на cos x. Уравнение имеет вид:

a sin x + b cos x = c

2 sin x – 3 cos x = 0

Разделим обе части уравнения на cos x ≠ 0, получим уравнение вида:

2 tg x – 3 = 0

2 tg x = 3

tg x =

x = arctg + πn, nєZ.

Ответ: arctg + πn, nєZ.

  _

√3 cos x + sin x = 0

sin x – 2 cos x = 0

V

Многие тригонометрические уравнения, правая часть которых равна 0, решаются разложением их левой части на множители. Используется формула:

sin 2x = 2sinx cosx.

sin2x – sinx = 0,

2sinx cosx – sinx = 0,

sinx ∙ (2cosx – 1) = 0,

sinx = 0

x = πn, nєZ или

2cosx – 1 = 0,

2cosx = 1,

cosx = ,

x = ± arccos  + 2πn, nєZ,

x = ±  + 2πn, nєZ.

Ответ: πn, nєZ

      ±  + 2πn, nєZ

sin2x – cosx = 0

Тема завершена. Предлагается контрольная работа.  Успехов вам!!!

1. Найдите значение выражения:

а) arccos 1 + arcsin 0,

б) arccos – arcsin .

2. Решите уравнения:

а) 3sin2 x – 5 sinx – 2 = 0,                                   г) 2sinx + sin2x = 0,

б) 8cos2 x – 12sin x + 7 = 0,                                д) sin2x = 1,

в) 2sin2 x + sinx = 0,                                            е) 9sinx cosx – 7cos2 x = 2sin2 x.


По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Опорный конспект по теме "Способы решения логарифмических уравнений"

Опорный конспект "Способы решения логарифмических уравнений"...

Опорный конспект по математике для учащихся 5 класса по теме "Уравнения"

Опорный конспект содержит объяснение нового материала....

Опорный конспект по математике для учащихся 5 класса по теме "Решение задач с помощью уравнений"

Опорный конспект по математике для учащихся 5 класса по теме: Решение задач с помощью уравнений....

Опорный конспект "Тригонометрические уравнения"

Способы решения тригонометрических уравнений....

Опорный конспект "Решение уравнений"

Опорный конспект по теме "Уравнения" для учащихся...