Zbiór informacji z matematyki oraz fizyki przygotowany przez Szkołę Maturzystów
Rozpatrzmy równanie sin x
= a, to równanie ma rozwiązania, gdy a∈<-1,1>.
1. Aby rozwiązać to równanie rysujemy 2 funkcje: y= sin x oraz y=a, a∈<-1,1>
2. Równanie sin x= a ma nieskończenie wiele rozwiązań, można to wygodnie
zapisać w 2 seriach.
3. Wybieramy dowolne rozwiązanie (np. najmniejsze dodatnie),
zauważmy, że w odległości 2π,4π,6π… od też mamy rozwiązania tego równania,
wobec tego możemy zapisać, że x=+2kπ,
gdzie k∈C
4. Drugą serię zapisujemy poprzez: x=π-+2kπ,
gdzie k∈C
Analogicznie pokażemy teraz rozwiązanie równania cos x = a , gdzie a∈<-1,1>.
1. Aby rozwiązać to równanie rysujemy 2 funkcje: y= cos x oraz y=a, a∈<-1,1>
2. Równanie cos x= a ma nieskończenie wiele rozwiązań, można to wygodnie
zapisać w 2 seriach.
3. Wybieramy dowolne rozwiązanie (np. najmniejsze dodatnie),
zauważmy, że w odległości 2π,4π,6π… od też mamy rozwiązania tego równania,
wobec tego możemy zapisać, że x=+2kπ,
gdzie k∈C
4. Drugą serię zapisujemy poprzez: x=-+2kπ,
gdzie k∈C
Uwaga! Jeśli w którymkolwiek z 2 powyższych przykładów ǀaǀ>1 to równanie nie ma rozwiązań
Rozwiązanie:
a) sin x = -
1.Wykres:
2. Najmniejszym dodatnim rozwiązaniem równania jest x=
3. Zapisujemy 1 serie rozwiązań: sin x= - ↔ x=+2kπ,
gdzie k∈C
4. Zapisujemy 2 serie rozwiązań: sin x= - ↔ x=-+2kπ= +2kπ,
gdzie k∈C
5. Odp. x=+2kπ ٧ x=+2kπ,gdzie
k∈C
b) cos x =
1. Wykres:
2. Najmniejszym dodatnim rozwiązaniem
równania jest x=
3. Zapisujemy 1 serie rozwiązań:
cos x = ↔ x=2kπ,
gdzie k∈C
4. Zapisujemy 2 serie rozwiązań: cos x =
↔ x=2kπ,
gdzie k∈C
5. Odp. x=2kπ ٧ x=2kπ,gdzie
k∈C
c) sin x = -1
1. Wykres:
2. Najmniejszym dodatnim
rozwiązaniem równania jest x=
3. Zapisujemy 1 serie rozwiązań: sin x= - ↔ x=+2kπ,
gdzie k∈C
4. Zapisujemy 2 serie rozwiązań: sin x= - ↔ x=-+2kπ= +2kπ,
gdzie k∈C
5. Zauważamy, że seria 1 i 2 się pokrywają
6. Odp. x=+2kπ,
gdzie k∈C
Rozwiązanie:
Przekształcamy równanie do postaci: cos x=
Równanie to ma rozwiązania, gdy ≥
Rozwiązując równanie otrzymujemy odpowiedź: m∈ <-6,0>
Rozważymy jeszcze sytuację równań prostych dla tangensa i cotangensa. Postępujemy analogicznie jak w sytuacjach z sinusem i cosinusem pamiętając o założeniach.
Rozpatrzmy równanie tgx=
Rozpatrzmy równanie tg x = a, to równanie ma rozwiązania, gdy a∈R i x≠+kπ,k∈C
1. Aby rozwiązać to równanie rysujemy 2 funkcje: y= tg x, gdzie x≠+kπ,k∈C oraz y=a, a∈R
2. Równanie tg x= a ma nieskończenie wiele rozwiązań
3. Wybieramy dowolne rozwiązanie (np. najmniejsze dodatnie),
zauważmy, że w odległości π,2π,3π… od też mamy rozwiązania tego równania,
wobec tego możemy zapisać, że x=+kπ,
gdzie k∈C i
x≠+ kπ,k∈C
Analogicznie rozwiązujemy równania dla cotangensa, pamiętając jedynie o tym, że dziedziną cotangensa jest x≠ kπ,k∈C
a) tg x= -1
1. Założenie: x≠+kπ,k∈C
2. Wykres:
3. Najmniejszym dodatnim
rozwiązaniem równania jest x=
4. Zapisujemy odpowiedź: tg x= - ↔ x=+kπ,
gdzie k∈C ٨ x≠+kπ,k∈C
b) ctg x=
1. Założenie: x≠kπ,k∈C
2. Wykres:
3. Najmniejszym dodatnim
rozwiązaniem równania jest x=
4. Zapisujemy odpowiedź: ctg x= ↔ x=+kπ, gdzie
k∈C ٨ x≠kπ,k∈C
1. Rozwiąż równanie z niewiadomą x, x R, korzystając z wykresu odpowiedniej funkcji trygonometrycznej.
a) sin x =
b) ctg x =
Odp. a) x = + 2k, k C lub x = + 2k, k C
b) x = + k, k C
2. Rozwiąż równania:
a) cos(-x) = 1
b) ctg(-x) =
Odp. a) x = 2k, k C
b) x = + k, k C
3. Rozwiąż równanie: tg 2x = tg
Odp. x = + k, k C
4. Wyznacz wartości parametru m, m R, dla których dane równanie z niewiadomą x ma rozwiązania:
a) cos x = 2m - 9
b) |tg x + 1| = m2 - 4
Odp. a) m
b) m