Вопрос задан 24.11.2025 в 14:20. Предмет Математика. Спрашивает Павлова Алёна.

Решите уравнения методом введения дополнительных углов:3sinx-4cosx=5

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Жемчугов Александр.

Решаю как обычный пользователь, подробно, с методом введения дополнительного угла.

Дано уравнение:

3sinx4cosx=5.3\sin x - 4\cos x = 5.

1. Идея метода

Метод введения дополнительного угла основан на том, что линейную комбинацию sinx\sin x и cosx\cos x можно представить как один синус (или косинус) с некоторым сдвигом:

asinx+bcosx=Rsin(xφ)a\sin x + b\cos x = R\sin(x - \varphi)

или

asinx+bcosx=Rcos(xψ),a\sin x + b\cos x = R\cos(x - \psi),

где R>0R > 0, а φ\varphi (или ψ\psi) — некоторый угол, который надо найти.

У нас:

3sinx4cosx.3\sin x - 4\cos x.

Будем представлять в виде:

3sinx4cosx=Rsin(xφ).3\sin x - 4\cos x = R\sin(x - \varphi).

2. Раскрываем sin(xφ)\sin(x - \varphi)

Используем формулу:

sin(xφ)=sinxcosφcosxsinφ.\sin(x - \varphi) = \sin x \cos \varphi - \cos x \sin \varphi.

Тогда:

Rsin(xφ)=R(sinxcosφcosxsinφ)=(Rcosφ)sinx(Rsinφ)cosx.R\sin(x - \varphi) = R(\sin x \cos \varphi - \cos x \sin \varphi) = (R\cos \varphi)\sin x - (R\sin \varphi)\cos x.

Сравниваем с исходным выражением:

3sinx4cosx.3\sin x - 4\cos x.

Получаем систему:

{Rcosφ=3,Rsinφ=4.\begin{cases} R\cos \varphi = 3,\\ R\sin \varphi = 4. \end{cases}

3. Находим RR и φ\varphi

Сначала найдём RR:

R2=(Rcosφ)2+(Rsinφ)2=32+42=9+16=25,R^2 = (R\cos \varphi)^2 + (R\sin \varphi)^2 = 3^2 + 4^2 = 9 + 16 = 25,

значит

R=5(берём положительное R).R = 5 \quad (\text{берём положительное } R).

Теперь:

cosφ=35,sinφ=45.\cos \varphi = \frac{3}{5}, \quad \sin \varphi = \frac{4}{5}.

Это даёт острый угол φ\varphi в первой четверти, причём

tanφ=sinφcosφ=4/53/5=43,\tan \varphi = \frac{\sin\varphi}{\cos\varphi} = \frac{4/5}{3/5} = \frac{4}{3},

то есть

φ=arctan43.\varphi = \arctan\frac{4}{3}.

Итак, мы переписали левую часть:

3sinx4cosx=5sin(xφ),3\sin x - 4\cos x = 5\sin(x - \varphi),

где φ=arctan43\varphi = \arctan\frac{4}{3}.

4. Получаем простое тригонометрическое уравнение

Теперь наше исходное уравнение:

3sinx4cosx=53\sin x - 4\cos x = 5

становится:

5sin(xφ)=5.5\sin(x - \varphi) = 5.

Делим обе части на 5:

sin(xφ)=1.\sin(x - \varphi) = 1.

5. Решаем siny=1\sin y = 1

Обозначим:

y=xφ.y = x - \varphi.

Тогда:

siny=1.\sin y = 1.

Синус равен 1 только при углах вида:

y=π2+2πk,kZ.y = \frac{\pi}{2} + 2\pi k,\quad k \in \mathbb{Z}.

Подставляем обратно y=xφy = x - \varphi:

xφ=π2+2πk.x - \varphi = \frac{\pi}{2} + 2\pi k.

Отсюда:

x=π2+φ+2πk,kZ.x = \frac{\pi}{2} + \varphi + 2\pi k,\quad k \in \mathbb{Z}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Задать вопрос