А)Решите уравнение sin(5п/2+3х)+cos(7п+х)=корень 3cos (7п/2+x).
Ответ нейросети
15 мая 2025 23:28
Конечно! Давайте подробно решим уравнение:
[
\sin\left(\frac{5\pi}{2} + 3x\right) + \cos(7\pi + x) = \sqrt{3} \cos \left(\frac{7\pi}{2} + x \right)
]
Шаг 1: Упростим каждое тригонометрическое выражение
1. Упростим ( \sin\left(\frac{5\pi}{2} + 3x\right) )
Используем свойство периода синуса и формулы для суммы:
- ( \sin(\alpha + 2\pi k) = \sin \alpha )
- ( \sin(A + B) = \sin A \cos B + \cos A \sin B )
Но более удобно воспользоваться формулой:
[ \sin\left(\frac{5\pi}{2} + 3x\right) ]
Здесь, поскольку ( \frac{5\pi}{2} = 2\pi + \frac{\pi}{2} ), то:
[ \sin\left(2\pi + \frac{\pi}{2} + 3x\right) = \sin\left(\frac{\pi}{2} + 3x\right) ]
Поскольку синус смещён на ( 2\pi ) не меняется, получаем:
[ \sin\left(\frac{\pi}{2} + 3x\right) ]
Известна формула:
[ \sin\left(\frac{\pi}{2} + \theta\right) = \cos \theta ]
Следовательно:
[ \sin\left(\frac{\pi}{2} + 3x\right) = \cos 3x ]
2. Упростим ( \cos(7\pi + x) )
Если учесть, что ( \cos(\alpha + 2\pi k) = \cos \alpha ), то:
[ \cos(7\pi + x) = \cos(7\pi + x - 6\pi) = \cos(\pi + x) ]
Поскольку ( 7\pi = 3 \times 2\pi + \pi ). Используем формулу:
[ \cos(\pi + x) = -\cos x ]
3. Упростим правую часть ( \sqrt{3} \cos \left(\frac{7\pi}{2} + x \right) )
Обратим внимание, что:
[ \frac{7\pi}{2} = 3\pi + \frac{\pi}{2} ]
Поскольку ( 3\pi = 2\pi + \pi ), то:
[ \cos\left(\frac{7\pi}{2} + x\right) = \cos\left(3\pi + \frac{\pi}{2} + x\right) ]
Используем свойство косинуса:
[ \cos(\alpha + 2\pi k) = \cos \alpha ]
и то, что:
[ \cos(3\pi + \beta) = \cos(3\pi) \cos \beta - \sin(3\pi) \sin \beta ]
Известно:
[ \cos 3\pi = -1,\quad \sin 3\pi = 0 ]
Следовательно,
[ \cos(3\pi + \beta) = - \cos \beta ]
Подставляем (\beta = \frac{\pi}{2} + x):
[ \cos \left(3\pi + \frac{\pi}{2} + x\right) = - \cos \left(\frac{\pi}{2} + x\right) ]
И снова, по формуле:
[ \cos \left(\frac{\pi}{2} + x\right) = -\sin x ]
Следовательно:
[ \cos \left( \frac{7\pi}{2} + x \right) = - \left(- \sin x \right) = \sin x ]
Шаг 2: Запишем упрощённое уравнение
Подставляем полученные выражения:
[ \cos 3x + (- \cos x) = \sqrt{3} \times \sin x ]
Или, более аккуратно:
[ \cos 3x - \cos x = \sqrt{3} \sin x ]
Шаг 3: Используем формулы для преобразования
Запишем слева разность косинусов:
[ \cos A - \cos B = -2 \sin \frac{A + B}{2} \sin \frac{A - B}{2} ]
В нашем случае (A=3x), ( B=x ):
[ \cos 3x - \cos x = -2 \sin \frac{3x + x}{2} \sin \frac{3x - x}{2} = -2 \sin 2x \sin x ]
Подставляем:
[ -2 \sin 2x \sin x = \sqrt{3} \sin x ]
Шаг 4: Разделим обе части на (\sin x), если (\sin x \neq 0)
Рассмотрим два случая:
Случай 1: (\sin x \neq 0)
Тогда делим обе части уравнения на (\sin x):
[ -2 \sin 2x = \sqrt{3} ]
Используем формулу:
[ \sin 2x = 2 \sin x \cos x ]
Подставляем:
[ -2 \times 2 \sin x \cos x = \sqrt{3} ] [ -4 \sin x \cos x = \sqrt{3} ]
Делим обе стороны на (-4):
[ \sin x \cos x = -\frac{\sqrt{3}}{4} ]
Шаг 5: Решение уравнения (\sin x \cos x = -\frac{\sqrt{3}}{4})
Используем формулу:
[ \sin x \cos x = \frac{1}{2} \sin 2x ]
Тогда:
[ \frac{1}{2} \sin 2x = -\frac{\sqrt{3}}{4} ]
Умножим обе части на 2:
[ \sin 2x = -\frac{\sqrt{3}}{2} ]
Решаем:
[ \sin 2x = -\frac{\sqrt{3}}{2} ]
Значения:
[ \sin \theta = -\frac{\sqrt{3}}{2} \quad \Rightarrow \quad \theta = \frac{4\pi}{3} + 2\pi k, \quad \text{или} \quad \theta = \frac{5\pi}{3} + 2\pi k ]
заменяя (\theta = 2x):
[ 2x = \frac{4\pi}{3} + 2\pi k \quad \Rightarrow \quad x = \frac{2\pi}{3} + \pi k ] [ 2x = \frac{5\pi}{3} + 2\pi k \quad \Rightarrow \quad x = \frac{5\pi}{6} + \pi k ]
Шаг 6: Рассмотрим случай (\sin x = 0)
Тогда уравнение изначально обращается к 0 = (\sqrt{3} \sin x \Rightarrow 0 = 0), что равно 0 — условие всегда выполняется.
Значит, нужно найти (x), при которых (\sin x=0):
[ \sin x=0 \quad \Rightarrow \quad x= \pi n,\quad n \in \mathbb{Z} ]
Ответ:
Общее решение уравнения — это оба набора значений (x):
[ \boxed{ x = \pi n,\quad n \in \mathbb{Z} } ]
и
[ x = \frac{2\pi}{3} + \pi k,\quad k \in \mathbb{Z} ] [ x = \frac{5\pi}{6} + \pi k,\quad k \in \mathbb{Z} ]
Если нужно, я могу помочь с более точным оформлением или дополнением.
Понравился ответ?
Задай свой вопрос
Напиши любую задачу или вопрос, а нейросеть её решит



