РУҚА
14

Решение: Тригонометрическое уравнение с синусом

ЕГЭ · Математика, профиль · Задание 14 · Тригонометрия
ВысокаяФИПИ34BB16Развёрнутое решение≈ 10 минутРазбор в 8 шагов
Условие

Решите уравнение $2 + 2\cos(\pi - 2x) + \sqrt{8}\sin x = \sqrt{6} + \sqrt{12}\sin x$. Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку $\left[3\pi; \dfrac{9\pi}{2}\right]$.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

8 шагов
1

Преобразуем косинус двойного угла:

$$\cos(\pi - 2x) = -\cos 2x = 2\sin^2 x - 1$$
2

Подставим это выражение в исходное уравнение и учтём, что $\sqrt{8}=2\sqrt{2}$, $\sqrt{12}=2\sqrt{3}$:

$$4\sin^2 x + 2\sqrt{2}\sin x = \sqrt{6} + 2\sqrt{3}\sin x$$
3

Обозначим $t=\sin x$. Получаем квадратное уравнение:

$$4t^2 + 2(\sqrt{2}-\sqrt{3})t - \sqrt{6}=0$$
4

Дискриминант равен $D=4(5+2\sqrt{6})=4(\sqrt{2}+\sqrt{3})^2$. Поэтому:

$$t=\frac{-2(\sqrt{2}-\sqrt{3})\pm 2(\sqrt{2}+\sqrt{3})}{8}$$
5

Находим значения синуса:

$$\sin x=\frac{\sqrt{3}}{2}\quad\text{или}\quad\sin x=-\frac{\sqrt{2}}{2}$$
6

Общие решения первого уравнения:

$$x=\frac{\pi}{3}+2\pi n\quad\text{или}\quad x=\frac{2\pi}{3}+2\pi n,\quad n\in\mathbb Z$$
7

Общие решения второго уравнения:

$$x=\frac{5\pi}{4}+2\pi n\quad\text{или}\quad x=\frac{7\pi}{4}+2\pi n,\quad n\in\mathbb Z$$

Отбираем решения на отрезке $\left[3\pi;\dfrac{9\pi}{2}\right]$. Подходят значения:

$$x=\frac{13\pi}{3},\quad x=\frac{13\pi}{4},\quad x=\frac{15\pi}{4}$$
Ответ

$x=\dfrac{13\pi}{4},\ \dfrac{13\pi}{3},\ \dfrac{15\pi}{4}$

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Неверно преобразуют $\cos(\pi-2x)$ и получают неправильный знак.

Теряют один из корней квадратного уравнения относительно $\sin x$.

Не проверяют принадлежность найденных корней заданному отрезку.

Закрепить приёмВ теме «Тригонометрия» ещё 89 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 14 ЕГЭ, математика, профиль

Разбор этой задачи разложен на 8 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Тригонометрия»: в ней 90 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.