Примеры:
(2 sin15^° cos15^°=sin(2·15^°)=sin30^° =frac{1}{2})
(cos6α=cos^23α-sin^23α)
(sinα=2 sinfrac{α}{2}cosfrac{α}{2})
(2 cos^2frac{π}{12}-1=cosfrac{2π}{12}=cosfrac{π}{6}=frac{sqrt{3}}{2})
Примеры решения задач из ЕГЭ на формулы двойного угла
Пример (ЕГЭ). Найдите значение выражения (frac{12 sin11^° cdot, cos11^°}{sin 22^° }).
Решение. (frac{12 sin11^° cdot, cos11^°}{sin22^°})(=)(frac{12 sin11^° cdot,cos11^°}{2 sin11^° cdot, cos11^° })(=)(frac{12}{2})(=6).
Пример (ЕГЭ).
Пример (ЕГЭ). Найдите значение выражения (sqrt{3}cos^2frac{5π}{12}-sqrt{3}sin^2frac{5π}{12}).
Решение. (sqrt{3}cos^2frac{5π}{12}-sqrt{3}sin^2frac{5π}{12}=sqrt{3}(cos^2frac{5π}{12}-sin^2frac{5π}{12})=sqrt{3}cos(2cdotfrac{5π}{12})=sqrt{3}cosfrac{5π}{6})
Вычислим (cosfrac{5π}{6}) с помощью тригонометрического круга. Сначала найдем (frac{5π}{6}) на круге:
(frac{5π}{6}=frac{6π-π}{6}=π-frac{π}{6})
Теперь видно, что (cosfrac{5π}{6}=-frac{sqrt{3}}{2})
(sqrt{3}cos frac{5π}{6}=sqrt{3}cdot(-frac{sqrt{3}}{2})=-frac{3}{2}=-1,5).
Пример (ЕГЭ).
Пример (ЕГЭ). Найдите значение выражения (frac{24(sin^2 17^°- cos^2 17^°)}{cos34^°}).
Решение. (frac{24(sin^2 17^°- cos^2 17^°)}{cos34^°})(=)(frac{-24(cos^2 17^°- sin^2 17^° )}{cos34^°})(=)(frac{-24 cos2cdot 17^°}{cos34^° }) (=)(frac{-24 cos34^° }{cos34^° })(=-24).
Пример (ЕГЭ).
Пример (ЕГЭ). Найдите значение выражения (5sinfrac{11π}{12}cosfrac{11π}{12}).
Решение. (5 sinfrac{11π}{12}cosfrac{11π}{12}=frac{5}{2}cdot2sinfrac{11π}{12}cosfrac{11π}{12}=frac{5}{2}sinfrac{2cdot 11π}{12}=frac{5}{2} sinfrac{11π}{6}=frac{5}{2}sinfrac{12π-π}{6}=frac{5}{2}sin(frac{12π}{6}-frac{π}{6})=)
(=frac{5}{2}sin(2π-frac{π}{6})=frac{5}{2}sin(-frac{π}{6})=-frac{5}{2}sinfrac{π}{6}=-frac{5}{2}cdot frac{1}{2}=-frac{5}{4}=-1,25).
Пример. (Задание из ЕГЭ) Найдите значение выражения (frac{5sin98^°}{sin49^° sin 41^°}).
Решение:
(frac{5sin98^°}{sin49^° sin 41^°}) |
Все аргументы разные и что с этим делать не понятно. Однако присмотревшись, замечаем, что (98^°)ровно в два раза больше (49^°). То есть, имеет смысл разложить синус в числителе по формуле двойного угла. |
|
(frac{10sin49^°cos49^°}{sin49^° sin 41^°}) |
Одинаковые синусы можно сократить. |
|
(frac{10cos49^°}{sin 41^°}) |
Теперь обратите внимание на то, что (49^°=90^°-41^°). |
|
(frac{10cos(90^°-41^°)}{sin 41^°}) |
Теперь применим к косинусу формулу приведения:
|
|
(=frac{10 sin41^° }{sin41^°})( =10) |
Ответ: (10).
Пример. (Задание из ЕГЭ) Найдите значение выражения (sqrt{12}cos^2frac{5π}{12}-sqrt{3}).
Решение:
(sqrt{12}cos^2frac{5π}{12}-sqrt{3}=) |
С первого взгляда не очевидно, что тут надо делать. Возможно, со второго тоже. И здесь нас выручит золотое правило решения задач по математике: «не знаешь, что делать — делай, что можешь». А тут точно можно преобразовать (sqrt{12}). |
|
(=2sqrt{3}cos^2frac{5π}{12}-sqrt{3}=) |
Теперь можно вынести (sqrt{3}) за скобки. |
|
(=sqrt{3}(2 cos^2frac{5π}{12}-1)=) |
Вот теперь видно, что перед нами формула косинуса двойного угла. |
|
(=sqrt{3}cos(2cdotfrac{5π}{12})=) |
Сокращаем (2) и (12). |
|
(=sqrt{3}cos(frac{5π}{6})=) |
Разложим (frac{5π}{6}): (frac{5π}{6}=frac{6π-π}{6}=frac{6π}{6}-frac{π}{6}=π-frac{π}{6}) |
|
(=sqrt{3}cos(π-frac{π}{6})=) |
Теперь применим к косинусу формулу приведения:
(cos(π-frac{π}{6})=-cos frac{π}{6}) |
|
(=-sqrt{3}cosfrac{π}{6}=-sqrt{3}cdotfrac{sqrt{3}}{2}=) |
Ответ: (-1,5).
Смотрите также:
Формулы тригонометрии с примерами
Задания Открытого банка ЕГЭ по математике.
Скачать:
Предварительный просмотр:
ЕГЭ (ПУ-9) Формулы двойного угла. Тренировочные задания.
1. Вычислите: а) ; б);
в) ; г)
;
д) ; е);
ЕГЭ (ПУ-9) Формулы двойного угла. Тренировочные задания.
1. Вычислите: а) ; б);
в) ; г)
;
д) ; е);
ЕГЭ (ПУ-9) Формулы двойного угла. Тренировочные задания.
1. Вычислите: а) ; б);
в) ; г)
;
д) ; е);
ЕГЭ (ПУ-9) Формулы двойного угла. Тренировочные задания.
1. Вычислите: а) ; б);
в) ; г)
;
д) ; е);
ЕГЭ (ПУ-9) Формулы двойного угла. Тренировочные задания.
1. Вычислите: а) ; б);
в) ; г)
;
д) ; е);
ЕГЭ (ПУ-9) Формулы двойного угла. Тренировочные задания.
1. Вычислите: а) ; б);
в) ; г)
;
д) ; е);
ЕГЭ (ПУ-9) Формулы двойного угла. Тренировочные задания.
1. Вычислите: а) ; б);
в) ; г)
;
д) ; е);
ж) ; з)
и) Найдите , если
.
к) Найдите , если
.
л) Найдите , если
.
ж) ; з)
и) Найдите , если
.
к) Найдите , если
.
л) Найдите , если
.
ж) ; з)
и) Найдите , если
.
к) Найдите , если
.
л) Найдите , если
.
ж) ; з)
и) Найдите , если
.
к) Найдите , если
.
л) Найдите , если
.
ж) ; з)
и) Найдите , если
.
к) Найдите , если
.
л) Найдите , если
.
ж) ; з)
и) Найдите , если
.
к) Найдите , если
.
л) Найдите , если
.
ж) ; з)
и) Найдите , если
.
к) Найдите , если
.
л) Найдите , если
.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Урок «Формулы двойного угла»
Урок по теме «Формулы двойного угла».Цели урока:· формирование представлений о формулах двойного угла синуса, косинуса;· ф…
«Формулы двойного угла»
В рабочей программе тема “Формулы двойного угла” входит в раздел 1 “Алгебра и начала анализа” предмета “Математика”. В этой теме изучаются, систематизируются знания студентов об основных формулах триг…
Конспект урока в 10 классе «Формулы двойного угла»
Формирование навыков применения формул двойного углапри выполнении заданий, создание условий, в которых обучающиесямогли самостоятельно планировать и анализировать свои собственные действия, реально о…
- Мне нравится
Здравствуйте.
Уроки С1 из ЕГЭ по математике постепенно подходят концу. Одна из тем, о которой мы еще не поговорили, это синус и косинус двойного угла. Без них решение многих задач С1 будет крайне затруднительным.
Чтобы легко решать первое задание части С, придется эти формулы выучить.
Выглядят формулы двойного угла следующим образом:
$$sin 2x = 2sin x cos x;$$
$$cos 2x = cos^2 x — sin^2 x.$$
Гарантированно запомнить их получится, только если вы прорешаете достаточное количество задач. Давайте решим несколько примеров вместе.
Первый пример. Синус двойного угла
$$cos left(frac{pi}{2} + 2x right) = sqrt{2} sin x.$$
Распишем косинус в левой части уравнения по формуле приведения (они были в шестом уроке). Далее подробные пояснения моментов, которые были в прошлых уроках, уже не привожу.
$$-sin 2x = sqrt{2} sin x.$$
А теперь распишем синус по формуле двойного угла.
$$-2sin x cos x -sqrt{2} sin x = 0,$$
$$-sin x (2 cos x +sqrt{2} ) = 0,$$
$$sin x = 0 text{ или } cos x = -frac{sqrt{2}}{2},$$
$$x = pi k text{ или } x = pm frac{3pi}{4} + 2pi k.$$
Ответ получен. Подобное задание было на реальном ЕГЭ 2013 года. Его решение (вместе с отбором корней) можно посмотреть в этой статье.
Переходим к следующему примеру.
Второй пример. Косинус двойного угла
$$cos 2x + sin^2 x = frac{1}{4}.$$
Распишем косинус по формуле двойного угла.
$$cos^2 x — sin^2 x + sin^2 x = frac{1}{4},$$
$$cos^2 x= frac{1}{4},$$
$$cos x= pmfrac{1}{2},$$
$$left[begin{array}{l} x = pm frac{pi}{3}+ 2pi k, x = pm frac{2pi}{3} + 2pi k. end{array} right.$$
Несколько строк, и ответ получен (единственное, чего не хватает до полного оформления — тригонометрической окружности).
Эта задача была среди задач для подготовки к ЕГЭ 2012.
Третий пример. Синус двойного угла
$$36^{sin 2x } = 6^{2sin x}.$$
Запишем `36` как `6^2` и воспользуемся свойствами степеней.
$$6^{2sin 2x } = 6^{2sin x}.$$
Избавимся от одинаковых оснований степеней (эта операция называется логарифмированием).
$$2sin 2x = 2sin x.$$
Дальше все предельно ясно. Разделим на 2 левую и правую часть, распишем синус двойного угла, синус из правой части перенесем в левую.
$$2sin x cos x — sin x = 0,$$
$$sin x (2 cos x — 1)= 0,$$
$$sin x =0 text{ или } cos x = frac{1}{2},$$
$$x= pi k text{ или } x= pm frac{pi}{3} + 2pi k.$$
Эта задача была среди задач для подготовки к ЕГЭ 2012.
На этом седьмой урок окончен. Он получился не очень длинным, потому что мы перешли к практике, к заданиям максимально приближенным к реальным задачам ЕГЭ.
Задачи для тренировки
Решите уравнения:
- `sin 2x = sqrt{3} cos left(frac{3pi}{2} right)` (задача из реального ЕГЭ 2013);
- `mathrm{tg} x + cosleft(frac{3pi}{2} -2xright) = 0`;
- `frac{1}{2}sin 2x + sin^2 x-sin x = cos x`.
Для самых старательных: найдите `sin 15^circ` и `cos 15^circ` (воспользоваться формулой двойного угла для `sin 30^circ` и основным тригонометрическим тождеством).
Теперь совсем все. Вопросы оставляйте в комментариях. Лайки оставляйте в удобных для вас соцсетях. Смотрите видео, читайте новые статьи, сдавайте ЕГЭ на 100 баллов.
1
Самостоятельная работа «Формулы двойного аргумента в заданиях егэ»
Формулы двойного аргумента в задания егэ |
Формулы двойного аргумента в заданиях егэ |
Вариант 1 Вычислите: 1) 2) 3) 4) 2cos Найдите: Упростите выражения: 1) 0,5 sin 2 ctg 2) ) 4 sin cos cos 2 Решите уравнение |
Вариант 2 1) 2) 3) 4) 2cos Найдите: Упростите выражения: 1) 2 sin2 + cos 2 2) sin2 3x – cos2 3x Решите уравнение |
Вариант 3 1) 2) 3) 4) 2cos Найдите: Упростите выражения: 1) sin 2t ctg t – 1 2) Решите уравнение |
Вариант 4 1) 2) 3) 4) 2cos Найдите: Упростите выражения: 1) 1 + cos 2 2) Решите уравнение |
Опубликовано 18.02.18 в 15:07
Размер файла: 18.55 Кбайт
Формулы двойного угла в тригонометрии
Формулы двойного угла служат для выражения синусов, косинусов, тангенсов, котангенсов угла со значением 2 α , используя тригонометрические функции угла α . Данная статья познакомит со всеми формулами двойного угла с доказательствами. Будут рассмотрены примеры применения формул. В заключительной части будут показаны формулы тройного, четверного углов.
Список формул двойного угла
Для преобразования формул двойного угла следует помнить о том, что углы в тригонометрии имеют вид n α записи, где n является натуральным числом, значение выражение записывается без скобок. Таким образом, считается, что запись sin n α имеет то же значение, что и sin ( n α ) . При обозначении sin n α имеем аналогичную запись ( sin α ) n . Использование записи применимо для всех тригонометрических функций со степенями n .
Ниже приведены формулы двойного угла:
sin 2 α = 2 · sin α · cos α cos 2 α = cos 2 α — sin 2 α , cos 2 α = 1 — 2 · sin 2 α , cos 2 α = 2 · cos 2 α — 1 t g 2 α = 2 · t g α 1 — t g 2 α c t g 2 α — c t g 2 α — 1 2 · c t g α
Отметим, что данные формулы sin и cos применимы с любым значением угла α . Формула тангенса двойного угла справедлива при любом значении α , где t g 2 α имеет смысл, то есть α ≠ π 4 + π 2 · z , z является любым целым числом. Котангенс двойного угла существует при любом α , где c t g 2 α определен на α ≠ π 2 · z .
Косинус двойного угла имеет тройную запись двойного угла. Все они являются применимыми.
Доказательство формул двойного угла
Доказательство формул берет начало из формул сложения. Применим формулы синуса суммы:
sin ( α + β ) = sin α · cos β + cos α · sin β и косинуса суммы cos ( α + β ) = cos α · cos β — sin α · sin β . Предположим, что β = α , тогда получим, что
sin ( α + α ) = sin α · cos α + cos α · sin α = 2 · sin α · cos α и cos ( α + α ) = cos α · cos α — sin α · sin α = cos 2 α — sin 2 α
Таким образом доказываются формулы синуса и косинуса двойного угла sin 2 α = 2 · sin α · cos α и cos 2 α = cos 2 α — sin 2 α .
Остальные формулы cos 2 α = 1 — 2 · sin 2 α и cos 2 α = 2 · cos 2 α — 1 приводят к виду cos 2 α = cos 2 α = cos 2 α — sin 2 α , при замене 1 на сумму квадратов по основному тождеству sin 2 α + cos 2 α = 1 . Получаем, что sin 2 α + cos 2 α = 1 . Так 1 — 2 · sin 2 α = sin 2 α + cos 2 α — 2 · sin 2 α = cos 2 α — sin 2 α и 2 · cos 2 α — 1 = 2 · cos 2 α — ( sin 2 α + cos 2 α ) = cos 2 α — sin 2 α .
Для доказательства формул двойного угла тангенса и котангенса применим равенства t g 2 α = sin 2 α cos 2 α и c t g 2 α = cos 2 α sin 2 α . После преобразования получим, что t g 2 α = sin 2 α cos 2 α = 2 · sin α · cos α cos 2 α — sin 2 α и c t g 2 α = cos 2 α sin 2 α = cos 2 α — sin 2 α 2 · sin α · cos α . Разделим выражение на cos 2 α , где cos 2 α ≠ 0 с любым значением α , когда t g α определен. Другое выражение поделим на sin 2 α , где sin 2 α ≠ 0 с любыми значениями α , когда c t g 2 α имеет смысл. Чтобы доказать формулу двойного угла для тангенса и котангенса, подставим и получим:
t g 2 α = sin 2 α cos 2 α = 2 · sin α · cos α cos 2 α — sin 2 α = 2 · sin α · cos α cos 2 α cos 2 α — sin 2 α cos 2 α = 2 · sin 2 α cos 2 α 1 — sin 2 α cos 2 α = 2 · t g α 1 — t g 2 α c t g 2 α = cos 2 α sin 2 α = cos 2 α — sin 2 α 2 · sin α · cos = cos 2 α — sin 2 α sin 2 α 2 · sin α · cos α sin 2 α = cos 2 α sin 2 α — 1 2 · cos α sin α = c t g 2 α — 1 2 · c t g α
Примеры использования формул двойного угла
Данный пункт показывает несколько примеров решения с формулами двойного угла. Конкретные примеры помогут глубже понять изучаемый материал. Чтобы убедиться в справедливости формул 2 α для α = 30 ° , применим значения тригонометрических функций для этих углов. Если α = 30 ° , тогда 2 α = 60 ° . Проверим значения sin 60 ° = 2 · sin 30 ° · cos 30 ° , cos 60 ° = cos 2 30 ° — sin 2 30 ° .
Подставив значения, получим t g 60 ° = 2 · t g 30 ° 1 — t g 2 30 ° и c t g 60 ° = c t g 2 30 ° — 1 2 · c t g 30 ° . .
Известно, что sin 30 ° = 1 2 , cos 30 ° = 3 2 , t g 30 ° = 3 3 , c t g 30 ° = 3 и
sin 60 ° = 3 2 , cos 60 ° = 1 2 , t g 60 ° = 3 , c t g 60 ° = 3 3 , тогда отсюда видим, что
2 · sin 30 ° · cos 30 ° = 2 · 1 2 · 3 2 = 3 2 , cos 2 30 ° — sin 2 30 ° = ( 3 2 ) 2 — ( 1 2 ) 2 = 1 2 , 2 · t g 30 ° 1 — t g 2 30 ° = 2 · 3 2 1 — ( 3 3 ) = 3
и c t g 2 30 ° — 1 2 · c t g 30 ° = ( 3 ) 2 — 1 2 · 3 = 3 3
Проведя вычисления, можно сделать вывод, что справедливость для α = 30 ° подтверждена.
Основное использование тригонометрических формул двойного угла – это преобразования тригонометрических выражений. Рассмотрим пример применения двойного угла, года имеем угол, отличный от 2 α . В примере допускается применение формулы двойного угла 3 π 5 . Тогда его необходимо преобразовать, в результате чего получим α = 3 π 5 : 2 = 3 π 10 . Отсюда следует, что формула двойного угла для косинуса будет иметь вид cos 3 π 5 = cos 2 3 π 10 — sin 2 3 π 10 .
Представить sin 2 α 3 через тригонометрические функции, при α 6 .
Заметим, что из условия имеем 2 α 3 = 4 · α 6 . Тогда использовав 2 раза формулу двойного угла, выразим sin 2 α 3 через тригонометрические функции угла α 6 . Применяя формулу двойного угла, получим sin 2 α 3 = 2 · sin α 3 · cos α 3 . После чего к функциям sin α 3 и cos α 3 применим формулы двойного угла: sin 2 α 2 = 2 · sin α 3 · cos α 3 = 2 · ( 2 · sin α 5 · cos α 6 ) · ( cos 2 α 6 — sin α 6 ) = = 4 · sin α 6 · cos 3 α 6 — 4 · sin 3 α 6 · cos α 6
Ответ: sin 2 α 3 = 4 · sin α 6 · cos 3 α 6 — 4 · sin 3 α 6 · cos α 6 .
Формулы тройного, четверного и т.д. угла
Таким же образом выводятся формулы тройного, четверного и т.д. углов. Формулы тройного угла можно вывести из формул сложения двойного угла.
sin 3 α = sin ( 2 α + α ) = sin 2 α · cos α + cos 2 α · sin α = 2 · sin α · cos α · cos α + ( cos 2 α — sin 2 α ) · sin α = = 3 · sin α · cos 2 α — sin 3 α
При замене cos 2 α на 1 — sin 2 α из формулы sin 3 α = 3 · sin α · cos 2 α — sin 3 α , она будет иметь вид sin 3 α = 3 · sin α — 4 · sin 3 α .
Так же приводится формула косинуса тройного угла:
cos 3 α = cos ( 2 α + α ) = cos 2 α · cos α — sin 2 α · sin α = = ( cos 2 α — sin 2 α ) · cos α — 2 · sin α · cos α · sin α = cos 3 α — 3 · sin 2 α · cos α
При замене sin 2 α на 1 — cos 2 α получим формулу вида cos 3 α = — 3 · cos α + 4 · cos 3 α .
При помощи полученных формул преобразуем формулу тройного угла для тангенса и котангенса тройного угла:
t g 3 α = sin 3 α cos 3 α = 3 · sin α · cos 2 α — sin 3 α cos 3 α — 3 · sin 2 α · cos α = 3 · sin α · cos 2 α — sin 3 α cos 3 α cos 3 α — 3 · sin 2 α · cos α cos 3 α = = 3 · sin α cos α — sin 3 α cos 3 α 1 — 3 · sin 2 α cos 2 α = 3 · t g α — t g 3 α 1 — 3 · t g 2 α ; c t g 3 α = cos 3 α sin 3 α = cos 3 α — 3 · sin 2 α · cos α 3 · sin α · cos 2 α — sin 3 α = cos 3 α — 3 · sin 2 α · cos α sin 3 α 3 · sin α · cos 2 α — sin 3 α sin 3 α = = cos 3 α sin 3 α — 3 · cos α sin α 3 · cos 2 α sin 2 α — 1 = c t g 3 α — 3 · c t g α 3 · c t g 2 α — 1
Чтобы выводить формулы четвертой степени, имеет смысл представить 4 α как 2 · 2 α , тогда имеет место использование формулы двойного угла два раза. Для выводы формулы 5 степени, представляем 5 α в виде 3 α + 2 α , что позволит применить формулы тройного и двойного углов для ее преобразования. Таким же образом делаются преобразования разных степеней тригонометрических функций. Их применение достаточно редкое в тригонометрии.
cos2a, sin2a. Формулы двойного угла. Примеры на ЕГЭ
Примеры решения задач из ЕГЭ на формулы двойного угла
Вычислим (cosfrac<5π><6>) с помощью тригонометрического круга. Сначала найдем (frac<5π><6>) на круге:
Все аргументы разные и что с этим делать не понятно. Однако присмотревшись, замечаем, что (98^°)ровно в два раза больше (49^°). То есть, имеет смысл разложить синус в числителе по формуле двойного угла.
Одинаковые синусы можно сократить.
Теперь обратите внимание на то, что (49^°=90^°-41^°).
Поэтому мы можем заменить (49^°) на (90^°-41^°).
((90^°-41^°)) – это первая четверть, косинус в ней положителен. Значит, знак будет плюс;
(90^°)- находится на «вертикали» — функция меняется на кофункцию. (cos (90^°-41^°)=sin41^°)
Пример. (Задание из ЕГЭ) Найдите значение выражения (sqrt<12>cos^2frac<5π><12>-sqrt<3>).
С первого взгляда не очевидно, что тут надо делать. Возможно, со второго тоже. И здесь нас выручит золотое правило решения задач по математике: «не знаешь, что делать — делай, что можешь». А тут точно можно преобразовать (sqrt<12>).
(sqrt<12>=sqrt<4cdot 3>=2sqrt<3>).
Теперь можно вынести (sqrt<3>) за скобки.
Вот теперь видно, что перед нами формула косинуса двойного угла.
Сокращаем (2) и (12).
Теперь применим к косинусу формулу приведения:
((π-frac<π><6>)) – это вторая четверть, косинус в ней отрицателен. Значит, знак будет минус;
(π) — находится на «горизонтали» — функция не меняется на кофункцию.
Задача C1: тригонометрические уравнения и формула двойного угла
Очень часто в задачах C1 из ЕГЭ по математике ученикам предлагают решить тригонометрическое уравнение, содержащее формулу двойного угла.
Сегодня мы вновь будем разбирать задачу С1 и, в частности, разберем довольно нестандартный пример, который одновременно вместил в себе и формулу двойного угла, и даже однородное уравнение. Итак:
Решите уравнение. Найдите корни этого уравнения, принадлежащие промежутку:
sinx+ sin 2 x 2 − cos 2 x 2 ,x∈ [ −2 π ;− π 2 ]
Полезные формулы для решения
Прежде всего, хотел бы напомнить, что все задания С1 решаются по одной и той же схеме. В первую очередь, исходную конструкцию нужно преобразовать в выражении, в котором содержится синус, косинус или тангенс:
Именно в этом состоит основная сложность задания С1. Дело в том, что для каждого конкретного выражения требуются свои выкладки, с помощью которых можно перейти от исходника к таким простейшим конструкциям. В нашем случае это формула двойного угла. Давайте я запишу ее:
cos2x= cos 2 x− sin 2 x
Однако в нашем задании нет cos 2 x <<cos >^<2>>x или sin 2 x <<sin >^<2>>x, зато есть sin 2 x 2 frac<<<sin >^<2>>x> <2>и cos 2 x 2 frac<<<cos >^<2>>x><2>.
Решаем задачу
Что же делать с этими выкладками? Давайте мы немножко схитрим, и в наши формулы синуса и косинуса двойного угла введем новую переменную:
Мы запишем такую конструкцию с синусом и косинусом:
cos2⋅ t 2 = cos 2 t 2 − sin 2 t 2
Или другими словами:
cost= cos 2 t 2 − sin 2 t 2
Возвращаемся к нашему исходному заданию. Давайте sin 2 x 2 frac<<<sin >^<2>>x> <2>перенесем вправо:
sinx= cos 2 x 2 − sin 2 x 2
Справа стоит именно те самые выкладки, которые мы только что записали. Давайте мы преобразуем их:
А теперь внимание: перед нами однородное тригонометрическое уравнение первой степени. Смотрите, у нас нет никаких слагаемых, состоящих просто из чисел и просто из x x, у нас есть только синус и косинус. Также у нас нет квадратных тригонометрических функций, все функции идут в первой степени. Как решаются такие конструкции? В первую очередь, давайте предположим, что cosx=0 cos x=0.
Подставим это значение в основное тригонометрическое тождество:
sin 2 x+ cos 2 x=1
Если эти числа, 0 и ±1, мы подставим в исходную конструкцию, то получим следующее:
Мы получили полный бред. Следовательно, наше предположение, что cosx=0 cos x=0 неверно, cosx cos x не может быть равен 0 в данном выражении. А если cosx cos x не равен 0, то давайте разделим обе стороны на cosx cos x:
И вот мы получили долгожданное простейшее выражение вида tg x=a tgx=a. Прекрасно, решаем его. Это табличное значение:
Мы нашли корень, мы решили первую часть задачи, т. е. честно заработали один первичный балл из двух.
Переходим ко второй части: найдите корни этого уравнения, принадлежащие промежутку, а, точнее, отрезку
[left[ -2text< >!!pi!!text< >;-frac<text< >!!pi!!text< >> <2>right]]. Предлагаю, как и в прошлый раз решать это выражение графически, т. е. нарисовать окружность, отметить в ней начало, т. е. 0, а также концы отрезка:
-2text< >!!pi!!text< >;-frac<pi > <2>нужно найти все значения, которые принадлежат
frac<text< >!!pi!!text< >><text<4>>+text< >!!pi!!text< >n. А теперь самое веселое: дело в том, что сама точка π 4 frac<text< >!!pi!!text< >> <4>не принадлежит отрезку
π 4 ∉ ˜ [ −2 π ;− π 2 ]
Уже хотя бы потому, что оба конца этого отрезка отрицательные, а число π 4 frac<text< >!!pi!!text< >> <4>положительное, но с другой стороны, какие-то значения вида
frac<text< >!!pi!!text< >><4>+text< >!!pi!!text< >n все-таки принадлежат нашему отрезку. Так как же их выделить? Очень просто: берем конец отрезка
-2text< >!!pi!!text < >и прибавляем π 4 frac<text< >!!pi!!text< >><text<4>> , т. е. все происходит то же самое, как если бы мы начали отчет не от 0, а от −2 π -2text< >!!pi!!text< >, и у нас найдется первая точка:
x=−2 π + π 4 =− 7 π 4
Теперь второе число:
x=−2 π + π 4 + π =− 3 π 4
Это и есть второе значение. Других корней нет, потому что мы сами при их разметке и при отметке нашего отрезка ограничения обнаружили, что внутри этого отрезка лежат лишь два вида — π 4 frac<text< >!!pi!!text< >><text<4>> и π 4 + π frac<text< >!!pi!!text< >><4>+text< >!!pi!!text< >. Эти точки мы и наши. Выписываем ответ:
За такое решение вы получите два первичных балла из двух возможных.
Что нужно помнить для правильного решения
Еще раз ключевые шаги, которые необходимо выполнить. В первую очередь, нужно знать выкладки двойного угла синуса или косинуса, в частности, именно в нашей задаче, косинус двойного угла. Кроме того, после его применения необходимо решить простейшее тригонометрическое уравнение. Решается оно довольно просто, однако необходимо написать и проверить, что cosx cos x в нашей конструкции не равен 0. После тригонометрического уравнения мы получаем элементарное выражение, в нашем случае это tg x=1 tgx=1, которое легко решается по стандартным формулам, известным еще с 9-10 класса. Таким образом, мы решим пример и получим ответ на первую часть задания — множество всех корней. В нашем случае это
frac<text< >!!pi!!text< >><text<4>>+text< >!!pi!!text< >n,nin ˜Z. Затем остается лишь отобрать корни, принадлежащие отрезку
left[ -2text< >!!pi!!text< >;-frac<text< >!!pi!!text< >> <2>right]. Для этого мы снова чертим тригонометрический круг, отмечаем на нем наши корни и наш отрезок, а затем отсчитываем от конца то самое π 4 frac<text< >!!pi!!text< >> <4>и π 4 + π frac<text< >!!pi!!text< >><4>+text< >!!pi!!text< >, которые получились во время отметки всех корней вида π 4 + π n frac<text< >!!pi!!text< >><text<4>>+text< >!!pi!!text< >n. После несложного счета мы получили два конкретных корня, а, именно,
-frac<3text< >!!pi!!text< >><4>, которые являются ответом ко второй части задачи, т. е. корнями, принадлежащими отрезку
Ключевые моменты
Чтобы без проблем справиться с задачами C1 такого типа, запомните две основные формулы:
- Синус двойного угла:
sin2 α =2sin α cos α
sin 2text< >!!alpha!!text< >=2sin text< >!!alpha!!text< >cos text< >!!alpha!!text < >— эта формула для синусов всегда работает именно в таком виде;
С первой все понятно. Но что за варианты возможны во втором случае? Дело в том, что косинус двойного угла можно записать по-разному:
cos2 α =cos2 α −sin2 α =2cos2 α −1=1−2sin2 α
cos 2text< >!!alpha!!text< >=cos 2text< >!!alpha!!text< >-sin 2text< >!!alpha!!text< >=2cos 2text< >!!alpha!!text< >-1=1-2sin 2text< >!!alpha!!text
Эти равенства следуют из основного тригонометрического тождества. Ну и какое равенство выбрать при решении конкретного примера C1? Все просто: если вы планируете свести конструкцию к синусам, то выбирайте последнее разложение, в котором присутствует только
sin 2text< >!!alpha!!text< >. И наоборот, если хотите свести все выражение к работе с косинусами, выбирайте второй вариант — тот, где косинус является единственной тригонометрической функцией.
источники:
http://cos-cos.ru/ege/zadacha209/368/
http://www.berdov.com/ege/equation-root/trigonometricheskoe-uravnenie-dvoinoi-ugol/
Проверочная работа «Формулы двойного аргумента в задания егэ»
Формулы двойного аргумента в задания егэ
Формулы двойного аргумента в заданиях егэ
Вариант 1
Вычислите:
1)
2)
3)
4) 2cos
Найдите: если
Упростите выражения:
1) 0,5 sin 2 ctg
2) ) 4 sin cos cos 2
Решите уравнение
Вариант 2
1)
2)
3)
4) 2cos
Найдите: если
Упростите выражения:
1) 2 sin
2
+ cos 2
2) sin
2
3x – cos
2
3x
Решите уравнение
Вариант 3
1)
2)
3)
4) 2cos
Найдите: если
Упростите выражения:
1) sin 2t ctg t – 1
2)
Решите уравнение
Вариант 4
1)
2)
3)
4) 2cos
Найдите: если
Упростите выражения:
1) 1 + cos 2
2)
Решите уравнение