14

Решение: Тригонометрическое уравнение с косинусом

ЕГЭ · Математика, профиль · Задание 14 · Тригонометрия
ВысокаяФИПИ72BeecРазвёрнутое решение≈ 10 минутРазбор в 7 шагов
Условие

а) Решите уравнение $2 - 2\cos(\pi - 2x) + \sqrt{8}\cos x = \sqrt{6} + \sqrt{12}\cos x$. б) 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

7 шагов
1

Применим формулы приведения и двойного угла:

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

Подставим эти выражения в исходное уравнение и приведём подобные слагаемые:

$$2+2\cos 2x+\sqrt{8}\cos x=\sqrt{6}+\sqrt{12}\cos x$$
3

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

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

Решая квадратное уравнение, получаем допустимые значения косинуса:

$$t_1=\frac{\sqrt{3}}{2},\quad t_2=-\frac{\sqrt{2}}{2}$$
5

Для первого значения косинуса:

$$\cos x=\frac{\sqrt{3}}{2}\Rightarrow x=2\pi n\pm\frac{\pi}{6},\quad n\in\mathbb{Z}$$
6

Для второго значения косинуса:

$$\cos x=-\frac{\sqrt{2}}{2}\Rightarrow x=\frac{3\pi}{4}+2\pi n\ \text{или}\ x=\frac{5\pi}{4}+2\pi n,\quad n\in\mathbb{Z}$$

На отрезке $\left[3\pi;\dfrac{9\pi}{2}\right]$ находятся корни $\dfrac{13\pi}{4}$, $\dfrac{23\pi}{6}$ и $\dfrac{25\pi}{6}$.

Ответ

Общие решения: $x=2\pi n\pm\dfrac{\pi}{6}$ или $x=\dfrac{3\pi}{4}+2\pi n$, $x=\dfrac{5\pi}{4}+2\pi n$, где $n\in\mathbb{Z}$. На отрезке $\left[3\pi;\dfrac{9\pi}{2}\right]$: $x\in\left\{\dfrac{13\pi}{4};\dfrac{23\pi}{6};\dfrac{25\pi}{6}\right\}$.

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

Где здесь ошибаются

Неверно применяют формулу $\cos(\pi-2x)=-\cos 2x$.

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

Не проверяют общие решения на принадлежность 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 7 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.