Смешанные уравнения · Открытый банк ФИПИ · № C19C6E

Задание №13. Уравнения

Часть 2 · повышенная · Развернутый · Макс. балл: 2

Дайте развёрнутый ответ.

а) Решите уравнение

\(\cos^2x+\sin^2\left(x-\frac{\pi}{4}\right)=\frac12.\)

б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку \([5\pi;6\pi]\).

Это задание с развернутым ответом. Сначала посмотрите решение, затем выставьте самооценку.

Решение

а) Используем формулы:

\(\cos^2x=\frac{1+\cos2x}{2}\),

\(\sin^2\left(x-\frac{\pi}{4}\right)=\frac{1-\cos\left(2x-\frac{\pi}{2}\right)}{2}=\frac{1-\sin2x}{2}.\)

Тогда:

\(\frac{1+\cos2x}{2}+\frac{1-\sin2x}{2}=\frac12.\)

\(1+\frac{\cos2x-\sin2x}{2}=\frac12.\)

\(\cos2x-\sin2x=-1.\)

Так как \(\cos2x-\sin2x=\sqrt2\cos\left(2x+\frac{\pi}{4}\right)\), получим:

\(\sqrt2\cos\left(2x+\frac{\pi}{4}\right)=-1.\)

\(\cos\left(2x+\frac{\pi}{4}\right)=-\frac{\sqrt2}{2}.\)

Отсюда:

\(2x+\frac{\pi}{4}=\frac{3\pi}{4}+2\pi n\) или \(2x+\frac{\pi}{4}=\frac{5\pi}{4}+2\pi n\).

Значит,

\(x=\frac{\pi}{4}+\pi n,\ n\in\mathbb Z,\)

или

\(x=\frac{\pi}{2}+\pi n,\ n\in\mathbb Z.\)

б) Отберём корни, принадлежащие отрезку \([5\pi;6\pi]\).

Получим:

\(\frac{21\pi}{4};\ \frac{11\pi}{2}.\)

Ответ:

а) \(x=\frac{\pi}{4}+\pi n,\ n\in\mathbb Z;\quad x=\frac{\pi}{2}+\pi n,\ n\in\mathbb Z.\)

б) \(\frac{21\pi}{4};\ \frac{11\pi}{2}.\)

Критерии оценивания

Критерии оценивания выполнения задания Баллы
Обоснованно получены верные ответы в обоих пунктах. 2
Обоснованно получен верный ответ в пункте а
ИЛИ
получены неверные ответы из-за вычислительной ошибки, но при этом имеется верная последовательность всех шагов решения обоих пунктов: пункта а и пункта б.
1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. 0
Максимальный балл 2
Войдите, чтобы сохранять самооценку по заданиям второй части.
Правильный ответ: а) x=π/4+πn; x=π/2+πn. б) 21π/4; 11π/2.