Назад к темам

Тригонометрические уравнения

Тренироваться
1

Тригонометрические уравнения (задание 13)

Зачем это в ЕГЭ. Задание №13, 2 первичных балла. Тригонометрические уравнения — самый частый тип (около 70% вариантов ФИПИ). Типичные приёмы: замена на квадратное, разложение на множители, однородные уравнения, формулы двойного угла. Отбор корней на отрезке — пункт б).

Главная идея. Любое тригонометрическое уравнение на ЕГЭ сводится к произведению простейших или к квадратному относительно sinx\sin x, cosx\cos x или tgx\tg x. Ключевое: не терять корни при делении и не забывать sinx1|\sin x|\le1, cosx1|\cos x|\le1 при замене.

Алгоритм (чеклист).
1. Привести к одной функции одного аргумента: sin2x=1cos2x\sin^2 x=1-\cos^2 x; sin2x=2sinxcosx\sin 2x=2\sin x\cos x; cos2x=2cos2x1=12sin2x\cos 2x=2\cos^2 x-1=1-2\sin^2 x.
2. Если видно произведение = 0 — разложить и решить каждый множитель.
3. Если однородное (asin2x+bsinxcosx+ccos2x=0a\sin^2 x+b\sin x\cos x+c\cos^2 x=0) — делить на cos2x0\cos^2 x\ne0, получить квадратное по tgx\tg x; отдельно проверить cosx=0\cos x=0.
4. Замена t=cosxt=\cos x (или sinx\sin x): решить квадратное, отбросить t>1|t|>1, записать серии.
5. Пункт б): подставить границы отрезка в формулу серии, найти целые nn.

Опоры (кратко).
- Понижение степени: sin2x=1cos2x2\sin^2 x=\frac{1-\cos 2x}{2}, cos2x=1+cos2x2\cos^2 x=\frac{1+\cos 2x}{2}.
- Однородное II степени: делим на cos2x\cos^2 x, получаем atg2x+btgx+c=0a\tg^2 x+b\tg x+c=0.
- Произведение: sinxf(cosx)=0\sin x\cdot f(\cos x)=0 даёт sinx=0\sin x=0 или f(cosx)=0f(\cos x)=0.

Пример 1 (замена, квадратное). 2sin2x+3cosx3=02\sin^2 x+3\cos x-3=0.

Шаг 1. Замена sin2x=1cos2x\sin^2 x=1-\cos^2 x: 2(1cos2x)+3cosx3=02(1-\cos^2 x)+3\cos x-3=0, то есть 2cos2x3cosx+1=02\cos^2 x-3\cos x+1=0.

Шаг 2. t=cosxt=\cos x: 2t23t+1=02t^2-3t+1=0, D=98=1D=9-8=1, t1=1t_1=1, t2=12t_2=\frac{1}{2}. Оба t1|t|\le1.

Шаг 3. cosx=1x=2πn\cos x=1\Rightarrow x=2\pi n; cosx=12x=±π3+2πn\cos x=\frac{1}{2}\Rightarrow x=\pm\frac{\pi}{3}+2\pi n.

Шаг 4. Проверка: x=0x=0: 0+33=00+3-3=0; x=π3x=\frac{\pi}{3}: 32+323=0\frac{3}{2}+\frac{3}{2}-3=0 — верно.

Пример 2 (однородное). sin2x3sinxcosx+2cos2x=0\sin^2 x-3\sin x\cos x+2\cos^2 x=0.

Шаг 1. Проверим cosx=0\cos x=0: sin2x=0\sin^2 x=0, значит sinx=0\sin x=0 — противоречие (sin\sin и cos\cos не обращаются в ноль одновременно). Значит cosx0\cos x\ne0.

Шаг 2. Делим на cos2x\cos^2 x: tg2x3tgx+2=0\tg^2 x-3\tg x+2=0, (tgx1)(tgx2)=0(\tg x-1)(\tg x-2)=0.

Шаг 3. tgx=1x=π4+πn\tg x=1\Rightarrow x=\frac{\pi}{4}+\pi n; tgx=2x=arctg2+πn\tg x=2\Rightarrow x=\arctg 2+\pi n.

Шаг 4. Для отбора на конкретном отрезке подставляем границы в каждую серию.

Типичные ошибки.
1. Делят на $\cos x$ без проверки $\cos x=0$ — теряют корни вида x=π2+πkx=\frac{\pi}{2}+\pi k.
2. Не отбрасывают $|t|>1$ при замене t=sinxt=\sin x — записывают лишние серии.
3. Путают формулы двойного угла — у cos2x\cos 2x три формы, нужно выбрать ту, что даёт одну функцию.
4. В отборе берут $n=0$ «по умолчанию» — и пропускают корни при отрицательных nn.
5. Записывают ответ в градусах — а отрезок дан в радианах.

Дальше. Показательно-логарифмические и смешанные уравнения №13 в тренажёре.

Теория изучена?

Закрепи знания на практике — переходи к тренировке!

Тренироваться