Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела тригонометрия
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#81378

Решите уравнение

    2x−-1      x-+3-
arctg x+ 2 + arctg3x− 1 = x

Источники: Миссия выполнима - 2024, 11.5 (см. www.fa.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Арктангенс — обратная функция от тангенса, поэтому, ровно как мы нередко логарифмируем в уравнениях, мы можем взять тангенс от обеих частей и получить следствие (заметьте, что это будет неравносильный переход).

Подсказка 2

Если взять тангенс от обеих частей, то можно раскрыть тангенс от суммы арктангенсов. При этом это будет равно tg(x). Тогда слева у нас получится 7, а справа tg(x). Тогда понятно какие значения может принимать х. Остается понять, подходят ли эти значения или нет. Как можно понять, подходят ли? Мы можем посмотреть на то, почему переход взятия тангенса неравносилен и на какие случаи он разбивается.

Подсказка 3

Он неравносилен, так как если tgx = tgy, то либо x = y, либо x = y + pi, то есть, так как у нас все происходит на интервале от -pi до pi, то по сути, нам надо проверить, что при подстановке наших корней, знак левой и правой части будет одинаковый. Это уже чисто техническая задача, при решении которой нужно просто грубо оценивать arctg7.

Показать ответ и решение

Посчитаем

       2x-− 1     -x+-3
tg(arctg x+ 2 +arctg3x − 1)=

   2x−-1  x+3-
= -x+22x−+1-3x−x1+3-=
  1− x+2-⋅3x−1-

  7x2+ 7
= -x2+1-= 7

Тогда для корня уравнения tg(x)= 7  . При этом так как   π          π
− 2 < arctg(t)< 2  , получаем − π < x< π  .

Откуда получаем, что кандидатами в корни могут быть только arctg 7  и arctg 7− π  . Покажем, что они подходят: для этого достаточно проверить, что при подстановке этих значений левая часть примет тот же знак, что и правая. (Так как левая часть всегда равна arctg 7  или arctg7− π  )

Для x= arctg7  имеем

arctg 2x-− 1 =arctg(2−-5-)>0,
     x+ 2          x+ 2

так как 2> 5> --5-
   3  x +2  для x= arctg7  в силу того, что arctg7> arctg√3 = π> 1
                3  .

А также

    x-+3-      1   -10--
arctg3x− 1 = arctg(3 + 9x − 3)> 0

Для x= arctg7− π  имеем

    2x − 1          5
arctg-x+-2 =arctg(2− x+-2)<0,

так как

2< --5-  ⇐⇒   1> x+ 2> 2π − π+ 2= 2− 3π >0
   x+ 2                 5            5

А также

arctg x-+3-= arctg(1 +-10-)< 0,
    3x− 1      3  9x − 3

потому что

1-< --1--  ⇐⇒   x< 0,3 − 9x< 30 (x> π − π > −3)
30  3− 9x                         3

Значит, оба этих значения — корни.

Ответ:

arctg7  и arctg7 − π

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!