Mayatnik tebranishi, o'zgaruvchan tok va tovush to'lqinlari kabi davriy jarayonlar trigonometrik funksiyalar bilan ifodalanadi.
Mayatnik og'ishi x(t)=10cos(2t) formulasi bilan berilgan bo'lsa, uning qachon 5 sm masofada bo'lishini topish uchun cos(2t)=0,5 tenglamani yechish kerak.
Bunday tenglamalar trigonometrik tenglamalar deyiladi. Funksiyalarning davriyligi tufayli ularning yechimlari cheksiz ko'p bo'ladi. Ushbu darsda eng sodda trigonometrik tenglamalar va ularni yechish usullarini o'rganamiz.
Asosiy g'oya
Noma'lum burchak trigonometrik funksiya belgisi ostida kelgan tenglama trigonometrik tenglama deyiladi.
1. Eng sodda trigonometrik tenglamalar (k∈Z)
1. sinx=a:
∣a∣≤1 da: x=(−1)karcsina+πk.
Xususiy hollar: sinx=0⟹x=πk; sinx=1⟹x=2π+2πk; sinx=−1⟹x=−2π+2πk.
Xossa: arcsin(−a)=−arcsina. ∣a∣>1 da ildiz yo'q.
2. cosx=a:
∣a∣≤1 da: x=±arccosa+2πk.
Xususiy hollar: cosx=0⟹x=2π+πk; cosx=1⟹x=2πk; cosx=−1⟹x=π+2πk.
Xossa: arccos(−a)=π−arccosa. ∣a∣>1 da ildiz yo'q.
3. tgx=a:
Har qanday a∈R da: x=arctga+πk.
Xossa: arctg(−a)=−arctga.
4. ctgx=a:
Har qanday a∈R da: x=arcctga+πk.
Xossa: arcctg(−a)=π−arcctga.
2. Yechishning asosiy usullari
Yangi o'zgaruvchi kiritish:t=sinx yoki t=cosx orqali kvadrat tenglamaga keltiriladi (∣t∣≤1).
Bir jinsli tenglamalar:asinx+bcosx=0 ikkala tomonini cosx=0 ga bo'lib, tgx=−ab hosil qilinadi.
Ko'paytuvchilarga ajratish:f(x)⋅g(x)=0 shakliga keltirilib, har bir ko'paytuvchi nolga tenglanadi.
Yordamchi burchak kiritish:asinx+bcosx=c tenglama ikkala tomoni a2+b2 ga bo'linadi (yechim sharti: ∣c∣≤a2+b2).
Yechilgan misollar
1-misol. Eng sodda tenglamalar
Tenglamalarni yeching:
a) sinx=−21; b) cos2x=22.
a) arcsin(−21)=−6π bo'lgani uchun:
x=(−1)k(−6π)+πk=(−1)k+16π+πk,k∈Z.
b) Kosinus formulasidan:
2x=±4π+2πk⟹x=±8π+πk,k∈Z.
Javob: a) x=(−1)k+16π+πk; b) x=±8π+πk,k∈Z.
2-misol. Kvadrat tenglamaga keltirish
2cos2x−5cosx+2=0
tenglamani yeching.
cosx=t deb belgilaymiz (∣t∣≤1):
2t2−5t+2=0⟹t1=2,t2=21.
t1=2>1 bo'lgani sababli yechim yo'q.
t2=21 dan:
cosx=21⟹x=±3π+2πk,k∈Z.
Javob:x=±3π+2πk,k∈Z.
3-misol. Bir jinsli tenglama
sin2x−4sinxcosx+3cos2x=0
tenglamani yeching.
cosx=0 bo'lgani uchun ikkala tomonni cos2x ga bo'lamiz:
tg2x−4tgx+3=0.
Bundan tgx=1 yoki tgx=3:
tgx=1⟹x=4π+πk,k∈Z.
tgx=3⟹x=arctg3+πn,n∈Z.
Javob:x=4π+πk va x=arctg3+πn,k,n∈Z.
4-misol. Berilgan kesmadagi ildizlar
sin3x=0 tenglamaning [0;π] kesmadagi barcha ildizlarini toping.
Umumiy yechim: 3x=πk⟹x=3πk,k∈Z.
[0;π] kesmada yotish sharti:
0≤3πk≤π⟹0≤k≤3.
k∈{0,1,2,3} qiymatlariga mos ildizlar:
x1=0, x2=3π, x3=32π, x4=π.
Javob:0;3π;32π;π (jami 4 ta ildiz).
Mashq
Quyidagi topshiriqlarni mustaqil bajaring:
sinx=23 tenglamaning eng kichik musbat ildizini toping.
1. Qiymatlar sohasidan tashqaridagi songa teskari funksiya qo'llash.
✗ sinx=1,5 tenglamadan x=arcsin(1,5) deb yozish.
✓ ∣sinx∣≤1 va ∣cosx∣≤1 bo'lgani uchun ∣a∣>1 da tenglama yechimga ega emas.
2. Davrni yozishni unutish.
✗ sinx=21 tenglamaning javobini faqat x=6π deb yakunlash.
✓ Trigonometrik funksiyalar davriydir, doimo davr qo'shiladi: x=(−1)k6π+πk,k∈Z.
3. Manfiy sonning arkkosinusida adashish.
✗ arccos(−21)=−3π deb manfiy qiymat olish.
✓ Kosinus uchun qoida: arccos(−a)=π−arccosa. Demak, arccos(−21)=π−3π=32π.
4. O'zgaruvchili ifodaga bo'lib, ildiz yo'qotish.
✗ sin2x=cosx tenglamani cosx ga qisqartirib yuborish.
✓ cosx=0 bo'lishi mumkin! Hadlarni bir tomonga o'tkazib, cosx ni qavsdan tashqariga chiqarish kerak.
DTM uslubidagi test
Ushbu mavzu bo'yicha tayyorlangan 5 ta test savoli platformada interaktiv tarzda ishlaydi: o'z javobingizni tanlang va to'liq yechimni ko'ring.
Keyingi qadam
Trigonometrik tenglamalarni yechishni o'rgandik. Navbatdagi muhim mavzu — trigonometrik funksiyalar ma'lum oraliqlarda yotganda argumentni topishga bag'ishlangan Trigonometrik tengsizliklar.