Тема 1: Найпростіші тригонометричні нерівності
Мета: вивчити основні методи розв’язання тригонометричних нерівностей, пояснити розв’язання цих нерівностей за допомогою тригонометричного кола.
Література: [10] c. 126-133, [3] c. 137-146.
Методичні рекомендації
Нерівність називається тригонометричною, якщо вона містить змінну тільки під знаком тригонометричної функції.
Наприклад, sin 3x > 1, cos x + tg x < 1 — тригонометричні нерівності.
Розв'язати тригонометричну нерівність означає знайти множину значень змінної, при яких нерівність виконується.
Розв'язування тригонометричних нерівностей зводиться до розв'язування нерівностей:
sin x > a, sin x < a, sin x a, sin x а,
cos x > a, cos x < a, cos x a, cos x a,
tg x > a, tg x < a, tg x a, tg x a, які називаються найпростішими. Найпростіший способ розв’язання тригонометричні нерівності - використання одиничного кола.
Приклади розв’язання тригонометричних нерівностей.
1. Розв'яжіть нерівність sin t .
Будуємо одиничне коло (рис. 2) та пряму у = , яка перетинає одиничне коло в точках А і В. Знаходимо на одиничному колі точки, значення ординат яких не менші .
Цими точками є точки дуги АСВ, де А = , В = . Отже, розв'язком нерівності будуть усі значення t із проміжку . Враховуючи, що період функції sin t дорівнює 2π, маємо розв'язок даної нерівності
.
Відповідь:
2. Розв'язати нерівність cost > .
Побудуємо одиничне коло (рис. 4) та пряму х = , яка перетинає одиничне коло в точках А і В. Точки одиничного кола, абсциси яких більші за , лежать на дузі АР0В, де А = , В = . Отже, розв'язком нерівності будуть усі значення t із проміжку . Враховуючи періодичність, маємо: Відповідь:
3.Розв'яжіть нерівність tg t 1.
Побудуємо одиничне коло та лінію тангенсів (рис. 6). На осі тангенсів позначимо число 1. Якщо t є розв'язком нерівності, то ордината точки Т, рівна tg t, повинна бути не більша 1. Множина таких точок Т — промінь AT. Множина точок , що відповідають точкам променя АТ, — дуга , яка на рисунку виділена. (Зверніть увагу: точка належить, а точка не належить множині розв'язків). Отже, розв'язком нерівності будуть усі значення t із проміжку . Враховуючи, що період функції tg t дорівнює π, маємо розв'язок даної нерівності , n Z. Відповідь: , де n Z.
4. Розв'яжіть нерівність ctgt -.
На осі котангенсів позначимо число і множину (рис. 8) значень котангенсів, не менших за - (промінь AQ). На одиничному колі множина точок, що відповідають кутам, котангенс яких не менший від -, є дуга Отже, розв'язки нерівності будуть усі значення t із проміжку . Враховуючи періодичність, маємо: , п Z.
Відповідь: , де п Z.
Питання для самоконтролю
Завдання для самоконтролю
1. Розв’язати нерівності:sin t -; cos x ; tg t > -; ctgt .
2. Розв'яжіть нерівності:
а) 2sin – ; б) 2sin l;
в) 3ctg > – ; г) sin 1