Упр.43.59 ГДЗ Мордковича 10 класс профильный уровень (Алгебра)
- а) К графику функции $$y=2\sin^2 x+\sqrt{3}\sin 2x$$, $$x\in\left[0;\frac{\pi}{2}\right]$$, проведена касательная, параллельная прямой $$y-4x-1=0$$. Найдите ординату точки касания. б) К графику функции $$y=2\cos^2 x+\sqrt{3}\sin 2x$$, $$x\in\left[\frac{\pi}{2};\pi\right]$$, проведена касательная, параллельная прямой $$3y-6x+2=0$$. Найдите ординату точки касания.
а) $$f(x)=2\sin^2 x+\sqrt3\sin 2x,\quad x\in\left[0;\frac{\pi}{2}\right].$$
Найдём производную:
$$f'(x)=4\sin x\cos x+2\sqrt3\cos 2x.$$
Касательная параллельна прямой $$y-4x-1=0,$$ значит её угловой коэффициент равен $$4.$$ Тогда
$$4\sin x\cos x+2\sqrt3\cos 2x=4.$$
Преобразуем:
$$2\sin x\cos x+\sqrt3(\cos^2 x-\sin^2 x)=2(\sin^2 x+\cos^2 x),$$
$$\left(2+\sqrt3\right)\cos^2 x-2\sin x\cos x-\left(2-\sqrt3\right)\sin^2 x=0.$$
Удобнее записать через $$\tg x$$:
$$4\sin x\cos x+2\sqrt3\cos 2x=4$$
$$2\sin x\cos x+\sqrt3(\cos^2 x-\sin^2 x)=2$$
$$\left(2+\sqrt3\right)\tg^2 x-2\tg x+\left(2-\sqrt3\right)=0.$$
Отсюда
$$\tg x=2-\sqrt3.$$
На отрезке $$\left[0;\frac{\pi}{2}\right]$$ это даёт
$$x=\frac{\pi}{12}.$$
Найдём ординату точки касания:
$$f\left(\frac{\pi}{12}\right)=2\sin^2\frac{\pi}{12}+\sqrt3\sin\frac{\pi}{6}.$$
Так как
$$\sin\frac{\pi}{12}=\frac{\sqrt6-\sqrt2}{4},\qquad \sin\frac{\pi}{6}=\frac12,$$
то
$$f\left(\frac{\pi}{12}\right)=1.$$
б) $$f(x)=2\cos^2 x+\sqrt3\sin 2x,\quad x\in\left[\frac{\pi}{2};\pi\right].$$
Найдём производную:
$$f'(x)=-4\sin x\cos x+2\sqrt3\cos 2x.$$
Касательная параллельна прямой $$3y-6x+2=0,$$ значит её угловой коэффициент равен $$2.$$ Тогда
$$-4\sin x\cos x+2\sqrt3\cos 2x=2.$$
Преобразуем:
$$-2\sin x\cos x+\sqrt3(\cos^2 x-\sin^2 x)=1.$$
Или
$$\left(\sqrt3-2\tg x\right)\cos^2 x-\left(\sqrt3+\dots\right)$$
Проще воспользоваться формулой:
$$-4\sin x\cos x+2\sqrt3\cos 2x=4\cos\left(\frac{\pi}{6}+2x\right).$$
Тогда
$$4\cos\left(\frac{\pi}{6}+2x\right)=2,$$
$$\cos\left(\frac{\pi}{6}+2x\right)=\frac12.$$
Следовательно,
$$\frac{\pi}{6}+2x=\pm\frac{\pi}{3}+2\pi n.$$
Из условия $$x\in\left[\frac{\pi}{2};\pi\right]$$ подходит
$$x=\frac{3\pi}{4}.$$
Тогда ордината точки касания:
$$f\left(\frac{3\pi}{4}\right)=2\cos^2\frac{3\pi}{4}+\sqrt3\sin\frac{3\pi}{2}=2\cdot\frac12-\sqrt3=1-\sqrt3.$$
Ответ: а) $$1$$; б) $$1-\sqrt3$$.









