Тригонометрические уравнения после замены sin x на t: задания от простого к сложному, 10 класс

Рабочие карточки, 10 класс. Во всех заданиях присутствует квадратное уравнение относительно sin x. Замена t=sin x превращает его в обычное квадратное уравнение. Но после нахождения t необходимо выполнить обязательный отбор значений: −1≤t≤1. Вне этого промежутка действительных x не существует.

Содержание статьи6 разделов

Таблица алгоритма

Шаг Что записать Зачем
1 t=sin x; −1≤t≤1 Фиксируем смысл новой переменной
2 Решаем At²+Bt+C=0 Находим кандидатов t
3 Отбрасываем t вне [−1;1] Избавляемся от невозможных корней
4 Решаем sin x=t для каждого допустимого t Получаем все углы и периоды

Разобранный пример: один кандидат не подходит

Решим 2sin²x−5sin x+2=0. Замена t=sin x даёт 2t²−5t+2=0, то есть (2t−1)(t−2)=0. Найдены t=1/2 и t=2. Последнее невозможно, потому что синус не превышает 1. Для sin x=1/2 получаем x=π/6+2πn или x=5π/6+2πn. Проверка: sin x=1/2 даёт 2·1/4−5·1/2+2=0.

Карточки для самостоятельного решения

  1. 2sin²x−sin x = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.
  2. 2sin²x+sin x = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.
  3. sin²x−1 = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.
  4. 4sin²x−1 = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.
  5. 2sin²x−5sin x+2 = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.
  6. sin²x+sin x−2 = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.
  7. sin²x−sin x−2 = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.
  8. 2sin²x−3sin x = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.
  9. 4sin²x−8sin x+3 = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.
  10. 4sin²x+8sin x+3 = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.
  11. 2sin²x−3sin x+1 = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.
  12. 2sin²x+3sin x+1 = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.
  13. sin²x−4 = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.
  14. 2sin²x−7sin x+6 = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.
  15. 2sin²x+sin x = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.
  16. sin²x−3sin x+2 = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.
  17. 2sin²x−sin x−3 = 0. Введите t=sin x, решите квадратное уравнение, отметьте допустимые t, найдите все x. Ответ: ___________________.

Быстрая таблица контроля допустимых значений

№ Корни квадратного уравнения t Сколько допустимых t
1 0, 1/2 2
2 0, -1/2 2
3 1, -1 2
4 1/2, -1/2 2
5 1/2, 2 1
6 1, -2 1
7 -1, 2 1
8 0, 3/2 1
9 1/2, 3/2 1
10 -1/2, -3/2 1
11 1, 1/2 2
12 -1, -1/2 2
13 2, -2 0
14 3/2, 2 0
15 -1/2, 0 2
16 1, 2 1
17 -1, 3/2 1

Ответы с полным отсевом корней

  1. 2sin²x−sin x = 0. После замены t=sin x кандидаты t=0 и t=1/2. Оба корня допустимы. Ответ: x=πn; x=π/6+2πn или x=5π/6+2πn; n∈ℤ.
  2. 2sin²x+sin x = 0. После замены t=sin x кандидаты t=0 и t=-1/2. Оба корня допустимы. Ответ: x=πn; x=−π/6+2πn или x=7π/6+2πn; n∈ℤ.
  3. sin²x−1 = 0. После замены t=sin x кандидаты t=1 и t=-1. Оба корня допустимы. Ответ: x=π/2+2πn; x=−π/2+2πn; n∈ℤ.
  4. 4sin²x−1 = 0. После замены t=sin x кандидаты t=1/2 и t=-1/2. Оба корня допустимы. Ответ: x=π/6+2πn или x=5π/6+2πn; x=−π/6+2πn или x=7π/6+2πn; n∈ℤ.
  5. 2sin²x−5sin x+2 = 0. После замены t=sin x кандидаты t=1/2 и t=2. Один корень допустим, второй вне [−1;1]. Ответ: x=π/6+2πn или x=5π/6+2πn; n∈ℤ.
  6. sin²x+sin x−2 = 0. После замены t=sin x кандидаты t=1 и t=-2. Один корень допустим, второй вне [−1;1]. Ответ: x=π/2+2πn; n∈ℤ.
  7. sin²x−sin x−2 = 0. После замены t=sin x кандидаты t=-1 и t=2. Один корень допустим, второй вне [−1;1]. Ответ: x=−π/2+2πn; n∈ℤ.
  8. 2sin²x−3sin x = 0. После замены t=sin x кандидаты t=0 и t=3/2. Один корень допустим, второй вне [−1;1]. Ответ: x=πn; n∈ℤ.
  9. 4sin²x−8sin x+3 = 0. После замены t=sin x кандидаты t=1/2 и t=3/2. Один корень допустим, второй вне [−1;1]. Ответ: x=π/6+2πn или x=5π/6+2πn; n∈ℤ.
  10. 4sin²x+8sin x+3 = 0. После замены t=sin x кандидаты t=-1/2 и t=-3/2. Один корень допустим, второй вне [−1;1]. Ответ: x=−π/6+2πn или x=7π/6+2πn; n∈ℤ.
  11. 2sin²x−3sin x+1 = 0. После замены t=sin x кандидаты t=1 и t=1/2. Оба корня допустимы. Ответ: x=π/2+2πn; x=π/6+2πn или x=5π/6+2πn; n∈ℤ.
  12. 2sin²x+3sin x+1 = 0. После замены t=sin x кандидаты t=-1 и t=-1/2. Оба корня допустимы. Ответ: x=−π/2+2πn; x=−π/6+2πn или x=7π/6+2πn; n∈ℤ.
  13. sin²x−4 = 0. После замены t=sin x кандидаты t=2 и t=-2. Оба корня вне [−1;1]. Ответ: действительных решений нет; n∈ℤ.
  14. 2sin²x−7sin x+6 = 0. После замены t=sin x кандидаты t=3/2 и t=2. Оба корня вне [−1;1]. Ответ: действительных решений нет; n∈ℤ.
  15. 2sin²x+sin x = 0. После замены t=sin x кандидаты t=-1/2 и t=0. Оба корня допустимы. Ответ: x=−π/6+2πn или x=7π/6+2πn; x=πn; n∈ℤ.
  16. sin²x−3sin x+2 = 0. После замены t=sin x кандидаты t=1 и t=2. Один корень допустим, второй вне [−1;1]. Ответ: x=π/2+2πn; n∈ℤ.
  17. 2sin²x−sin x−3 = 0. После замены t=sin x кандидаты t=-1 и t=3/2. Один корень допустим, второй вне [−1;1]. Ответ: x=−π/2+2πn; n∈ℤ.

Проверка исходного уравнения

Например, в задании 1 значения t=0 и t=1/2 дают соответственно sin x=0 и sin x=1/2. Подстановка обоих t в исходный многочлен даёт 0. Если найдено t=2, подстановка в квадратное уравнение тоже может дать 0, но такой t нельзя представить как sin x при действительном x. Поэтому проверка квадратного уравнения не заменяет проверку диапазона синуса.

Для заданий с двумя допустимыми t нужно указать корни от каждого. Для t=±1 возникает по одному семейству с периодом 2π; для t=±1/2 — по два семейства; для t=0 удобно писать x=πn. Ни у одного исходного выражения нет дополнительных ограничений области определения: каждое содержит только полином от sin x.

Поделиться

Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.

Поставить оценку

Была ли статья полезной и понятной?

Пока нет оценок — будьте первым