Упр.31.21 ГДЗ Мордковича 10 класс профильный уровень (Алгебра)
Решите уравнение:
- $$\sin x\cos x+6\cos x+6=6\sin x$$;
- $$5\sin 2x-11\cos x=11\sin x-7$$.
а) $$\sin x\cos x+6\cos x+6=6\sin x$$
Умножим уравнение на $$2$$:
$$2\sin x\cos x+12\cos x+12=12\sin x.$$
Перенесём всё в одну сторону и сгруппируем:
$$12(\cos x-\sin x)+11=-(1-2\sin x\cos x).$$
Так как $$1-2\sin x\cos x=\cos^2 x+\sin^2 x-2\sin x\cos x=(\cos x-\sin x)^2,$$ получаем
$$12(\cos x-\sin x)+11=-(\cos x-\sin x)^2.$$
Пусть $$y=\cos x-\sin x$$. Тогда
$$y^2+12y+11=0.$$
$$D=12^2-4\cdot 11=100,$$
$$y_{1,2}=\frac{-12\pm 10}{2}.$$
Отсюда
$$y_1=-11,\qquad y_2=-1.$$
Значение $$y=-11$$ невозможно, так как $$\cos x-\sin x\in[-\sqrt2,\sqrt2].$$
Остаётся
$$\cos x-\sin x=-1,$$
то есть
$$\sin x-\cos x=1.$$
Представим левую часть в виде одной тригонометрической функции:
$$\sin x-\cos x=\sqrt2\sin\left(x-\frac{\pi}{4}\right).$$
Тогда
$$\sqrt2\sin\left(x-\frac{\pi}{4}\right)=1,$$
$$\sin\left(x-\frac{\pi}{4}\right)=\frac{\sqrt2}{2}.$$
Следовательно,
$$x-\frac{\pi}{4}=\frac{\pi}{4}+2\pi n \quad \text{или} \quad x-\frac{\pi}{4}=\frac{3\pi}{4}+2\pi n,$$
откуда
$$x=\frac{\pi}{2}+2\pi n \quad \text{или} \quad x=\pi+2\pi n,\qquad n\in\mathbb Z.$$
б) $$5\sin 2x-11\cos x=11\sin x-7$$
Используем формулу $$\sin 2x=2\sin x\cos x$$:
$$10\sin x\cos x-11\cos x=11\sin x-7.$$
Перенесём всё в одну сторону:
$$10\sin x\cos x-11\sin x-11\cos x+7=0.$$
Сгруппируем:
$$10\sin x\cos x-11(\sin x+\cos x)+7=0.$$
Пусть $$y=\sin x+\cos x$$. Тогда
$$y^2=\sin^2 x+2\sin x\cos x+\cos^2 x=1+2\sin x\cos x,$$
значит
$$2\sin x\cos x=y^2-1.$$
Подставим в уравнение:
$$5(y^2-1)-11y+7=0,$$
$$5y^2-11y+2=0.$$
$$D=11^2-4\cdot 5\cdot 2=81,$$
$$y_{1,2}=\frac{11\pm 9}{10}.$$
Получаем
$$y_1=2,\qquad y_2=\frac15.$$
Значение $$y=2$$ невозможно, так как $$\sin x+\cos x\in[-\sqrt2,\sqrt2].$$
Остаётся
$$\sin x+\cos x=\frac15.$$
Представим сумму в виде одной функции:
$$\sin x+\cos x=\sqrt2\sin\left(x+\frac{\pi}{4}\right).$$
Тогда
$$\sqrt2\sin\left(x+\frac{\pi}{4}\right)=\frac15,$$
$$\sin\left(x+\frac{\pi}{4}\right)=\frac{\sqrt2}{10}.$$
Следовательно,
$$x+\frac{\pi}{4}=(-1)^n\arcsin\frac{\sqrt2}{10}+\pi n,\qquad n\in\mathbb Z.$$
Итак,
$$x=-\frac{\pi}{4}+(-1)^n\arcsin\frac{\sqrt2}{10}+\pi n,\qquad n\in\mathbb Z.$$
Ответ
а) $$x=\frac{\pi}{2}+2\pi n,\ \pi+2\pi n,\ n\in\mathbb Z.$$
б) $$x=-\frac{\pi}{4}+(-1)^n\arcsin\frac{\sqrt2}{10}+\pi n,\ n\in\mathbb Z.$$









