Упр.23.40 ГДЗ Мордковича 10 класс профильный уровень (Алгебра)
Решите неравенство:
а) $$4\sin^2 x-2(\sqrt{3}-1)\sin x-\sqrt{3}<0$$;
б) $$4\cos^2 x-2(\sqrt{3}+1)\cos x+\sqrt{3}>0$$.
Положим $$y=\sin x.$$ Тогда получаем квадратное неравенство
$$4y^2-2(\sqrt3-1)y-\sqrt3<0.$$
Найдём корни:
$$D=4(\sqrt3-1)^2+16\sqrt3=4(\sqrt3+1)^2,$$
$$y_{1,2}=\frac{2(\sqrt3-1)\pm 2(\sqrt3+1)}{8}.$$
Отсюда
$$y_1=-\frac12,\qquad y_2=\frac{\sqrt3}{2}.$$
Так как ветви параболы направлены вверх, то
$$-\frac12<y<\frac{\sqrt3}{2}.$$
Возвращаясь к переменной $$x$$, получаем систему неравенств:
$$\sin x>-\frac12,\qquad \sin x<\frac{\sqrt3}{2}.$$
Решаем их по отдельности:
$$\sin x>-\frac12 \;\Longrightarrow\; -\frac{\pi}{6}+2\pi n<x<\frac{7\pi}{6}+2\pi n,$$
$$\sin x<\frac{\sqrt3}{2} \;\Longrightarrow\; -\frac{\pi}{2}+2\pi n<x<\frac{\pi}{3}+2\pi n \;\; \text{или} \;\; \frac{2\pi}{3}+2\pi n<x<\frac{3\pi}{2}+2\pi n.$$
Пересечение этих множеств даёт:
$$-\frac{\pi}{6}+2\pi n<x<\frac{\pi}{3}+2\pi n,$$
$$\frac{2\pi}{3}+2\pi n<x<\frac{7\pi}{6}+2\pi n,\qquad n\in\mathbb Z.$$
Теперь рассмотрим второе неравенство. Пусть $$y=\cos x.$$ Тогда
$$4y^2-2(\sqrt3+1)y+\sqrt3>0.$$
Найдём корни:
$$D=4(\sqrt3+1)^2-16\sqrt3=4(\sqrt3-1)^2,$$
$$y_{1,2}=\frac{2(\sqrt3+1)\pm 2(\sqrt3-1)}{8}.$$
Отсюда
$$y_1=\frac12,\qquad y_2=\frac{\sqrt3}{2}.$$
Так как ветви параболы направлены вверх, то
$$\cos x<\frac12 \;\; \text{или} \;\; \cos x>\frac{\sqrt3}{2}.$$
Следовательно,
$$\frac{\pi}{3}+2\pi n<x<\frac{5\pi}{3}+2\pi n,$$
$$-\frac{\pi}{6}+2\pi n<x<\frac{\pi}{6}+2\pi n,\qquad n\in\mathbb Z.$$
Ответ:
$$-\frac{\pi}{6}+2\pi n<x<\frac{\pi}{3}+2\pi n,\qquad \frac{2\pi}{3}+2\pi n<x<\frac{7\pi}{6}+2\pi n,\qquad n\in\mathbb Z;$$
$$\frac{\pi}{3}+2\pi n<x<\frac{5\pi}{3}+2\pi n,\qquad -\frac{\pi}{6}+2\pi n<x<\frac{\pi}{6}+2\pi n,\qquad n\in\mathbb Z.$$









