Найдите количество корней уравнения 32 sin 2x + 8 cos 4x = 23 на отрезке [-π; 3π/4].
Алгебра 11 класс Уравнения тригонометрические
Чтобы решить уравнение 32 sin 2x + 8 cos 4x = 23 на отрезке [-π; 3π/4], начнем с преобразования уравнения.
Первым шагом мы можем выразить cos 4x через sin 2x. Используем известное тригонометрическое тождество:
Подставим это в уравнение:
32 sin 2x + 8(1 - 2sin² 2x) = 23
Раскроем скобки:
32 sin 2x + 8 - 16 sin² 2x = 23
Теперь перенесем 23 на левую сторону:
32 sin 2x - 16 sin² 2x + 8 - 23 = 0
Упростим уравнение:
-16 sin² 2x + 32 sin 2x - 15 = 0
Умножим все уравнение на -1 для удобства:
16 sin² 2x - 32 sin 2x + 15 = 0
Теперь это квадратное уравнение относительно sin 2x. Обозначим y = sin 2x. Тогда уравнение принимает вид:
16y² - 32y + 15 = 0
Решим это уравнение с помощью дискриминанта:
D = b² - 4ac = (-32)² - 4 * 16 * 15 = 1024 - 960 = 64
Так как дискриминант положительный, уравнение имеет два различных корня:
y1,2 = (32 ± √64) / (2 * 16) = (32 ± 8) / 32
Теперь найдем корни:
Теперь у нас есть один подходящий корень y = 3/4. Вспомним, что y = sin 2x, значит:
sin 2x = 3/4
Теперь найдем 2x. Уравнение sin 2x = 3/4 имеет решения:
Теперь найдем x:
Теперь определим, сколько значений x попадает в интервал [-π; 3π/4].
Для этого нам нужно найти значения k, которые удовлетворяют этому условию.
Рассмотрим первое уравнение:
x = (1/2)arcsin(3/4) + kπ
Рассмотрим разные значения k:
Теперь рассмотрим второе уравнение:
x = (1/2)(π - arcsin(3/4)) + kπ
Теперь мы видим, что у нас есть 2 подходящих значения x для k = -1 и k = 0 для обоих уравнений.
Таким образом, общее количество корней уравнения 32 sin 2x + 8 cos 4x = 23 на отрезке [-π; 3π/4] равно 4.