ГДЗ: Упражнение 584 - § 33 (Тригонометрические уравнения. Уравнение cos x = a) - (Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы, Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна)
Доказать, что если \( -1 \le a \le 1 \), то \( 2 \arccos \sqrt{\frac{1+a}{2}} = \arccos a \).
1)
Ответ
Пояснение: Доказательство основывается на тождестве косинуса половинного угла: \( \cos^2 \frac{\alpha}{2} = \frac{1 + \cos \alpha}{2} \). Сначала применим косинус к обеим частям равенства, затем покажем, что аргументы арккосинуса находятся в пределах \( [0, \pi] \).
Доказательство:
Пусть \( \alpha = \arccos a \). Поскольку \( -1 \le a \le 1 \), то \( \alpha \in [0; \pi] \).
Требуется доказать, что \( 2 \arccos \sqrt{\frac{1+a}{2}} = \alpha \).
Так как \( 0 \le \alpha \le \pi \), то \( 0 \le \frac{\alpha}{2} \le \frac{\pi}{2} \).
Для углов из \( [0, \frac{\pi}{2}] \), \( \cos \frac{\alpha}{2} = \sqrt{\cos^2 \frac{\alpha}{2}} \) (косинус неотрицателен).
Подставляем \( \alpha = \arccos a \): \( \arccos a = 2 \arccos \sqrt{\frac{1 + a}{2}} \).
Вывод: Равенство доказано.
Ответ: Доказательство приведено в пояснении.
Что применять при решении
Общая формула решения уравнения \( \cos x = a \)
Если \( |a| \le 1 \), то уравнение \( \cos x = a \) имеет бесконечное множество корней, которые находятся по формуле:
\( x = \pm \arccos a + 2\pi k, \ k \in \mathbb{Z} \)
Случай \( \cos x = 1 \)
Формула для нахождения корней уравнения \( \cos x = 1 \) (частный случай):
\( x = 2\pi k, \ k \in \mathbb{Z} \)
Случай \( \cos x = -1 \)
Формула для нахождения корней уравнения \( \cos x = -1 \) (частный случай):
\( x = \pi + 2\pi k, \ k \in \mathbb{Z} \)
Случай \( \cos x = 0 \)
Формула для нахождения корней уравнения \( \cos x = 0 \) (частный случай):
\( x = \frac{\pi}{2} + \pi k, \ k \in \mathbb{Z} \)
Свойство арккосинуса
Для любого \( a \in [-1; 1] \) справедлива формула, позволяющая находить значения арккосинусов отрицательных чисел через значения арккосинусов положительных чисел:
Создать проектГотовый файл Word. Оплата после того, как увидите работу.
Уведомление об авторском праве и цитировании
ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов
используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме,
оправданном поставленной целью.
Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве
(в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).
В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования
указаны для каждого используемого фрагмента.