Файл: Василевский, А. Б. Методы решения задач учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 104
Скачиваний: 0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Упраж нения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1. |
1) |
Построить графики функций уг = 3х, |
у» = |
4х, |
у3 = |
5х, |
i/4 = |
3х + |
4х. |
|||||||||||||||||||
Почему |
|
графики у3 |
и |
г/4 пересекаются только в одной |
точке? |
2) |
найти |
при |
||||||||||||||||||||
помощи |
|
построенных |
графиков |
приближенные |
значения |
корней |
уравнений |
|||||||||||||||||||||
3-с _|_ 4-v = |
2х, |
3-v + |
4 l = 5 v; |
3) |
определить |
|
множество |
|
решений |
неравенства |
||||||||||||||||||
2 < 3х + 4х < 25. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2. |
Решить |
уравнение х^~~х = |
У^х-1'. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
3. |
1) Построить графики |
уравнений |
у = 3Л+ ', |
у = 9х , |
у = 3А“'"1— 2, у = |
|||||||||||||||||||||||
= З ^ 1— 9х; 2) сколько |
решений |
имеет |
уравнение |
З'1"^1— 2 = |
9-9 |
3) |
указать |
|||||||||||||||||||||
множество значений а, |
при |
которых уравнение 3х"!'1— а = 9х имеет решение. |
|
|||||||||||||||||||||||||
4. |
Построить график функции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У = — log2 ( — х). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
5. |
1) |
Построить графики |
уравнений |
у = 0 , 5 х |
и |
у = 0 , 5 |
1 |
Л; |
2) |
решить |
||||||||||||||||||
уравнение |
|
0,5х — 0,5 1 |
^ = |
0; |
3) |
построить график |
функции |
у |
|
0,5 |
1 |
А |
1; |
|||||||||||||||
4) решить |
|
неравенство |
|
0,5х — 0,5—1—* > 1 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
6. |
Решить систему уравнений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л-2* - 1 = |
5, |
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ху '~2 = |
3. |
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
1) Построить график функции у = х- — 2.V + |
а |
при |
|
некоторых значениях |
|||||||||||||||||||||||
параметра о; 2) |
решить неравенство log05 (х2 — 2х + |
а) > |
|
- 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
8. |
1) |
Построить |
графики |
|
уравнений |
у = х -| |
1, |
у = (х -|- 3)0,~’; |
2) |
|
пайтн |
|||||||||||||||||
область определения |
функций |
у = |
(х + |
З)0,5 — х — 1, |
у = |
Iog3 ( ^ х |
+ 3 — |
х |
-••• |
1); |
||||||||||||||||||
3) определить множество |
решений |
неравенства |
logo ( |Л х -|-3 — х — 1) < 0 . |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
9. |
1) |
Построить |
график |
уравнения |
у = |
х2 + х |
|
1; |
2) |
|
найти |
область |
опре |
|||||||||||||||
деления функции у = |
(х2+ х + |
1)х; 3) на каком из четырех множеств ( — оо, — 1), |
||||||||||||||||||||||||||
( — 1; 0,5], |
[ — 0,5; |
0), |
|
(0, + °°) верно неравенство |
(х2+ |
х + |
1)х < |
1? |
|
|
|
|||||||||||||||||
10. |
|
Найти |
область |
определения функции |
у = |
log10_ A.2 tg х. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
11. |
|
1) Построить графики |
уравнений |
у = х, у = (2х— 1): (х— 1); 2) |
найти |
|||||||||||||||||||||||
область |
|
|
определения |
|
функции |
У = |
l°g.v |
|
|
|
3) |
|
решить |
уравнение |
||||||||||||||
Iogv (— |
---- - ) = |
1; 4) определить множество решений неравенства log v ( |
—)-]> |
|
||||||||||||||||||||||||
х |
— 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х — . |
|
|||||
12. |
|
1) |
Построить графики |
уравнений |
г/ = |
Iog0 5 лг, у = - |
|
|
; |
2) |
решить |
|||||||||||||||||
неравенство |
1 : log05x > |
|
1; 3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1о 2 о .5 |
* |
|
0 < а < 1 . |
||||||||||
|
решить неравенство l:4oga x > l , |
если |
||||||||||||||||||||||||||
13. |
|
1) |
|
Построить |
графики |
функции |
(/ = |
, |
|
|
|
|
log., х |
, |
если |
|
. |
, |
||||||||||
|
|
Ioga x, у = х |
|
J |
|
а > |
1; |
|||||||||||||||||||||
2) найти множество значений х, |
удовлетворяющих условиям х |
а |
< |
а и а > |
1. |
|||||||||||||||||||||||
14. |
|
Решить систему уравнений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| х |,g |
= 4, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ху = 40. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90
15. |
1) Построить графики |
уравнений: Ух = х + |
3.V |
1, |
у 2 = .V— Зх |
1, |
Уз — |
|||||||||||
- - logo (л -I- 3.V |
1), у л = log; (.V— 3.v |
1), |
у ь = |
1log; (.V-|- 3.v |
1) |, |
(/„ = |
| log; (.v — |
|||||||||||
3 v—1) l; 2) решить уравнение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
I ^ 2 |
(X + 3.V |
1) | + |
| logo (* — 3.V 1) | = |
log; |
728 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
- д - . |
|
|
|
|
||||||||||||
16. |
Определить |
число |
действительных корней уравнения 8— х-2А"-|-23—* — |
|||||||||||||||
— х = 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17. |
_ |
неравенство |
Л1о£ л ^ ( я 8— 5*-{-7) |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Решить |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
18. |
Решить неравенство log2(4А' + 4)—log, (2х |
— 3)>х. |
|
область опре |
||||||||||||||
19. |
1) Построить графики функций у |
= 2 + х, |
у = |
х 2; 2) найти |
||||||||||||||
деления функции у = |
logtj (2+ |
А'); |
3) |
определить |
корни |
уравнения х 2 = 2 + х; |
||||||||||||
4) на каком из |
множеств |
(— 2, — 1), |
|
( — 1,0), |
(0,1), |
(1,2), |
(2, |
+со) |
верно |
|||||||||
неравенство logv, (2 + .v) < |
1? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
20. |
1) Построить |
графики |
функций |
//, = 3А+0,5 + |
3А—13,5 |
и |
у 2 = 4А'+0-5 — |
|||||||||||
_ 22л-1; |
2) на основе построенных |
графиков |
определить число |
решений уравне |
||||||||||||||
ния Ух = |
у 2, 3) |
решить уравнение у 1 = у 2, |
4) |
решить неравенство (/;>!/;. |
|
|||||||||||||
21. |
Найти множество значений |
а, |
при которых |
уравнение |
log,. (х— а) = 2 |
имеет действительные решения.
22.Решить неравенство х(1ва'>2—3 tex-H > Ю00.
23.Решить неравенство logv2-log,,. 2 > tog**2-
24.Решить уравнение
|
|
log, (2а —х) |
+ |
log0 .у |
1 |
• |
|
|
|
|
log ,- 2 |
loga 2 _ |
Iogfl.—,2 |
|
|
||
25. 1) Построить графики функций Ух— х — а |
и у2= |
log, (х — а) при неко |
||||||
торых (одних и тех |
|
же для f/, и |
(/,) |
значениях параметра |
а; 2) |
решить нера |
||
венство log,, (х — а) |
> 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
26. 1) Построить график функции |
у = а-\-2х — х2 при |
некоторых положи |
||||||
тельных значениях параметра а; 2) решить неравенство log^ —(а + |
2х — х2) < 2 . |
|||||||
27. Решить системы уравнений: |
|
|
|
|
|
|
||
1)')'х-\-7у = 3, |
|
2) хг = Г |
|
|
3) у*1-За—4 - |
1 , |
||
(2х -|- 14у) 2х = 72; |
|
|
log2 х = |
у; |
|
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
У~ = х 3 |
, |
|
|
|
|
|
2 \/ х + 2 t у = 9г;
5) tog; (y — x) = log8 (3у — 5x),
4) log;X + log., -Jj- = 3,
x2 + y2 = 5;
х2 + 16г/2 = 17;
6)(ax)'e° = (by)'z1’, j
b\s(ax) = a\s ФУ) I (a_ b > 0; а ф 1, b Ф 1).
91
§ 7. Т р и г о н о м е т р и ч е с к и е у р а в н е н и я и н е р а в е н с т в а
Общие сведения
Тригонометрические уравнения — это уравнения, алгебраические относительно тригонометрических функций от переменного kx. При помощи тождественных преобразовании тригонометрические урав нения сводятся к виду
|
ад " + ад "-1 + |
. . . + ап = |
0, |
(1) |
|
где у — одна |
из шести тригонометрических функций |
sin^x, cos kx, |
|||
tgkx, ctgkx, |
seckx, cosec kx. |
|
уравнения сводится |
||
Решение |
всякого |
тригонометрического |
|||
к определению корней уравнения |
вида |
|
|
||
|
sin kx = т, cos kx = т, tg kx — m. |
|
|||
Способы решения тригонометрических уравнений: |
|
||||
1) преобразование данного уравнения к виду (1); |
/ 2 — тригономе |
||||
2) сведение к виду |
(kxx) f2 (k*x) — 0, где /д и |
||||
трические функции; |
|
|
|
|
3)понижение степени тригонометрической функции с помощью формул сложения и их следствий;
4)преобразование суммы тригонометрических функций в произ ведение (и наоборот);
5)введение функций вспомогательного угла tgcp;
6)функциональный подход;
7)графический способ.
Поясним сущность каждого из названных способов решением примеров.
Преобразование тригонометрического уравнения к виду
а0уп+ ахуп~ ' + а п — О
Сущность этого метода раскрывается в процессе решения сле
дующего примера. |
|
|
Пример 1. |
Решить уравнение |
|
|
4 sin 2х + 3 cos 2х = 5. |
(2) |
Преобразуем |
его к виду |
|
|
4 sin 2х = 5 — 3 cos 2х. |
(3) |
После возведения обеих частей уравнения в квадрат имеем:
16 sin2 2х — 25 — 30 cos 2х + 9 cos2 2х
92
или
1 6( 1— cos2 2х) = 25 — 30 cos 2х + 9 cos2 2х.
Обозначив cos 2х — у, получаем
16 (1 — У2) = 25 — ЗОг/ + 9г/2.
Решив это уравнение, найдем у1= 0,6 |
и у2 = 0,6. |
|
Итак, cos 2х — 0,6. Отсюда |
|
|
2х — z t arccos |
0,6 -f 2 kn (k = 0, |
± 1, ztz2, ...) |
и |
|
|
x = |
z t 0,5 arccos 0,6 + |
kn. |
Но такое решение нуждается в проверке, так как при возведе нии в квадрат могли появиться посторонние корни. В самом деле, правая часть уравнения (3) при всех значениях х положительная, потому что cos х 1. Левая же часть этого уравнения может быть и положительной, и отрицательной. Так как arccos 0,6 — угол острый,
то sin (2 arccos 0,6) — положительное число, a sin ( — 2 arccos 0,6) —
отрицательное. Поэтому решением уравнения (2) будет только
|
х = 0,5 arccos 0,6 + kn (k — 0, z t l , ± :2, |
...). |
||||
|
Сведение |
тригонометрического уравнения к виду |
||||
|
|
f i (k xx ) / 2 ( k 2x ) = 0 |
|
|||
При |
помощи |
тождественных |
преобразований |
тригонометри |
||
ческое уравнение f (kx) = 0 приводится к |
виду |
|
||||
|
|
fi fax) |
f2 fax) = 0. |
|
||
Если |
тригонометрические функции /у fax) и f2 fax) определены |
|||||
на множестве М, то на этом |
множестве |
данное уравнение равно |
||||
сильно дизъюнкции уравнений |
(^х) = 0 , |
/2 fax) = |
0 . |
|||
Пример 2, Решить уравнение |
|
|
|
|||
|
l |
+ tg;t = ( l — tgx) |
( l +si n2x) . |
(4) |
Левая и правая части уравнения определены на всем множестве действительных чисел, за исключением тех, при которых не опре делен tgx, т. е. х^0,Ъп-{- kn (k — 0, ± . l, ± 2 , .. .).
Очевидно,
1 + sin 2х = (sin х + cos х)2,
1 + tg х = 1 + |
sin x |
cosx -f- sinx |
cos x |
cos x |
93
Теперь |
уравнение (4) |
принимает вид |
|
|
|
|
||||
|
s in |
х Т c o s Л' |
= (1 |
— lg X) |
(sill X + COS A')", |
cos х / |
„ |
|||
|
----------------- |
О |
||||||||
|
|
COS А' |
|
|
|
|
|
|
|
|
или |
|
sin а- -|- cos х |
(cos х — |
sin A') (sin х + |
|
|
|
|||
|
|
cos а)2. |
|
|||||||
Отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(cos х — sin x) (sin x + |
cos A')2 — (sin x |
-f cos x) = 0 |
|
||||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(sin A' + cos a) [(cos a — sin a) (sin x + cos a) — 1 ] = |
0 |
||||||||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(sin x + |
cos a ) (cos2 x — sin2 a — 1) = |
0, |
|
|||||
|
|
(sin a + |
cos a ) (cos 2 a — 1) = |
0. |
|
(5) |
||||
Уравнение (5) распадается на два уравнения |
|
|
|
|||||||
|
|
sin а |
+ cos а = 0 , |
cos 2 а — 1 = |
0 , |
|
|
|||
которые сводятся к простейшим: |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
t g |
А = |
1, |
|
|
|
( 6 ) |
|
|
|
|
cos 2а = 1. |
|
|
|
(7) |
||
Решения |
уравнения |
(6) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лу = — 0,25я -\- пт (т = 0, ±:1, |
i t |
2, |
...). |
|
||||
Решения уравнения |
(7) |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
а 2 — тт (п — 0 , i t 1, i t 2 , . . . ) . |
|
|
||||||
При |
всех |
значениях а |
и з |
этих |
серий t g x |
определен. |
Поэтому |
|||
полученные формулы и дают решения уравнения (4). |
|
Понижение степени тригонометрических функций
Понижение степени тригонометрических функций производится
при помощи |
следующих |
формул: |
2 cos2 а = 1 + |
cos 2а; |
2 sin2 а = |
= 1 — cos 2а; |
2 sin а cos а = |
sin 2а; |
cos2 а — sin2 а = |
cos 2а; |
3si na — |
— 4 sin3 а = sin За; 4 cos3 а — 3 cos а = cos За; |
8 cos4 а — 8 cos2 а -)- |
|
-[- 1 = cos 4а; |
8 cos3 a sin а — 4 cos a sin а = sin 4а. |
|
Пример 3. |
Решить уравнение |
|
|
coseA + sin6x = 4 sin2 2а. |
(8) |
94