Найдите все решения уравнения на промежутке [[tex]-2\pi[/tex];[tex]2\pi[/tex]]3cos5x-3[tex]\sqrt{2}[/tex] = 3sin5x +[tex]\sqrt{2}[/tex] sin^2(x+[tex]\frac{\pi }{20}[/tex])

12 Авг 2019 в 19:43
120 +1
1
Ответы
1

Для начала преобразуем уравнение:

3cos(5x) - 3√2 = 3sin(5x) + √2sin^2(x + π/20)

3cos(5x) - 3√2 = 3sin(5x) + √2(sin(x)cos(π/20) + cos(x)sin(π/20))

3cos(5x) - 3√2 = 3sin(5x) + √2(sin(x)cos(π/20) + (cos(x)sin(π/20))

3cos(5x) - 3√2 = 3sin(5x) + √2sin(x)cos(π/20) + √2cos(x)sin(π/20)

Переносим все слагаемые в левую часть:

3cos(5x) - 3sin(5x) - √2sin(x)cos(π/20) - √2cos(x)sin(π/20) - 3√2 = 0

Раскроем тригонометрические функции:

3cos(5x) - 3sin(5x) - √2(1/2sin(x)) - √2(1/2cos(x)) - 3√2 = 0

3cos(5x) - 3sin(5x) - √2/2sin(x) - √2/2cos(x) - 3√2 = 0

3cos(5x) - 3sin(5x) - √2/2 * (sin(x) + cos(x)) - 3√2 = 0

3cos(5x) - 3sin(5x) - √2/2 √2 sin(x + π/4) - 3√2 = 0

3cos(5x) - 3sin(5x) - sin(x + π/4) - 3√2 = 0

3cos(5x) - 3sin(5x) - sin(x)cos(π/4) - cos(x)sin(π/4) - 3√2 = 0

3cos(5x) - 3sin(5x) - √2/2(sin(x) + cos(x)) - 3√2 = 0

3cos(5x) - 3sin(5x) - √2/2√2 * (sin(x) + cos(x)) - 3√2 = 0

3cos(5x) - 3sin(5x) - sin(x + π/4) - 3√2 = 0

3(cos(5x) - sin(5x)) = (1 + 3√2)sin(x + π/4)

Выразим sin(5x) и cos(5x) через sin(x) и cos(x):

cos(5x) = cos^2(2x) - sin^2(2x) = (1 - 2sin^2(x))(1 - 2cos^2(x)) - 2cos(x)sin(x)(2cos(x)sin(x)) = 1 - 2(sin^2(x) + cos^2(x) - 2cos(x)sin(x)) = 1 - 2(1 - 2sin(x)cos(x) - 2cos(x)sin(x)) = 1 + 4sin(x)cos(x) - 4cos(x)sin(x) - 2 = 2 - 4sin(x)cos(x)

sin(5x) = sin(x)cos(4x) + cos(x)sin(4x) = sin(x)(cos^4(x) - 6sin^2(x)cos^2(x) + sin^4(x)) + cos(x)(1 - 8sin^2(x)cos^2(x)) = sin(x)(1 - 2sin^2(x))(1 - 2cos^2(x)) + cos(x)(1 - 8sin^2(x)cos^2(x)) = sin(x)(1 - 2 + 4sin^2(x) - 4sin^2(x) - 2cos^2(x)) + cos(x)(1 - 8sin^2(x) + 8sin^2(x)cos(x)^2) = sin(x)(-1 - 2cos^2(x)) + cos(x)(1 - 8sin^2(x) + 8sin^2(x)(1 - sin^2(x))) = -sin(x)(1 + 2 - 2sin^2(x)) + cos(x)(1 - 8sin^2(x) + 8sin^2(x) - 8sin^4(x)) = -sin(x)(1 + 2cos^2(x)) + cos(x)(1 + 16sin^2(x) - 8sin^4(x))

Подсчитаем:

2cos(5x) = 2(2 - 4sin(x)cos(x)) = 4 - 8sin(x)cos(x)

sin(5x) = cos(x)[1 + 16sin^2(x) - 8sin^4(x)] - sin(x)[1 + 2cos^2(x)] = cos(x) - 2cos^2(x)sin(x) + 16sin^3(x)cos(x) - 8sin^5(x) - sin(x) - 16sin^3(x) + 8sin^5(x)

Теперь подставим выражения для sin(5x) и cos(5x) в уравнение:

3(4 - 8sin(x)cos(x)) - 3(cos(x) + 16sin^3(x)cos(x) - 8sin^5(x)) = (1 + 3√2)(-sin(x)cos(x) + cos(x) - 2cos^2(x)sin(x) + 16sin^3(x)cos(x) - 8sin^5(x) - sin(x) - 16sin^3(x) + 8sin^5(x))

12 - 24sin(x)cos(x) - 3cos(x) - 48sin^3(x)cos(x) + 24sin^5(x) = -sin(x)cos(x) - 3sin(x) - 6√2sin(x)cos(x) + 16√2sin^3(x)cos(x) - 8√2sin^5(x) - 2cos^2(x)sin^2(x) + 3cos(x) - 8sin^3(x)cos(x) + 32sin^5(x) + 3√2sin(x) + 48√2sin^3(x) - 24√2sin^5(x)

12cos(π/4) + 24sin(π/4) - 6√2sin(x)cos(x) + 16√2sin^3(x)cos(x) - 8√2sin^5(x) = -sin(x)cos(x) - 6√2-2sin^2(x)cos(x) + 3√2sin(x) - 8√2sin^3(x)cos(x) + 32√2sin^5(x) + 3√2sin(x) + 48√2sin^3(x) - 24√2sin^5(x)

Подставим значения sin(π/4) = cos(π/4) = √2/2:

12√2/2 + 24√2/2 - 6√2sin(x)cos(x) + 16√2sin^3(x)cos(x) - 8√2sin^5(x) = -sin(x)cos(x) - 6√2-2sin^2(x)cos(x) + 3√2sin(x) - 8√2sin^3(x)cos(x) + 32√2sin^5(x) + 3√2sin(x) + 48√2sin^3(x) - 24√2sin^5(x)
6√2 + 12√2 - 6√2sin(x)cos(x) + 16√2sin^3(x)cos(x) - 8√2sin^5(x) = -sin(x)cos(x) - 3√2sin(x)cos(x) + 3√2sin(x) - 12√2sin^3(x)cos(x) + 48√2sin^5(x) + 3√2sin(x) + 48√2sin^3(x) - 24√2sin^5(x)

18√2 - 6√2sin(x)cos(x) + 16√2sin^3(x)cos(x) - 8√2sin^5(x) = sin(x)(-cos(x) - 3cos(x) + 3 - 12cos(x) + 48sin^2(x) + 3 + 48sin^2(x) - 24sin^4(x))

18√2 - 6√2sin(x)cos(x) + 16√2sin^3(x)cos(x) - 8√2sin^5(x) = 18√2sin(x) - 18√2sin^3(x)

Теперь решим получившееся уравнение.

20 Апр в 14:55
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Название заказа не должно быть пустым
Введите email
Бесплатные доработки
Гарантированные бесплатные доработки
Быстрое выполнение
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы
Проверка работы на плагиат
Интересные статьи из справочника
Поможем написать учебную работу
Название заказа не должно быть пустым
Введите email
Доверьте свою работу экспертам
Разместите заказ
Наша система отправит ваш заказ на оценку 91 087 авторам
Первые отклики появятся уже в течение 10 минут
Прямой эфир