Тема . ОММО (Объединённая Межвузовская Математическая Олимпиада)

Тригонометрия на ОММО

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела оммо (объединённая межвузовская математическая олимпиада)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#43270

Найдите все значения, которые может принимать выражение

3arcsin x− 2arccosy

при условии x2+ y2 = 1  .

Источники: ОММО-2019, номер 6 (см. olympiads.mccme.ru)

Показать ответ и решение

Первое решение. Заметим, что x2+y2 = 1  тогда и только тогда, когда существует некоторое φ ∈[0;2π]  такое, что x =sin φ,y =cosφ  . Тогда выражение из условия приобретает вид

3arcsinsin φ− 2arccoscosφ.

Разберём несколько случаев:

- φ∈ [0;π]:
     2  тогда arcsin sinφ= φ,arccoscosφ= φ  , a 3arcsinsinφ − 2arccoscosφ = 3φ − 2φ = φ  следовательно, при φ ∈[0;π]
      2 выражение (*) принимает все значения из промежутка [0;π]
   2 ;

- φ∈ [π;π]
    2 : тогда arcsinsinφ =π − φ,arccoscosφ =φ  , a 3arcsinsinφ − 2 arccoscosφ= 3(π − φ)− 2φ= 3π− 5φ;  следовательно, при φ ∈[π;π]
    2 выражение (*) принимает все значения из промежутка [−2π;π]
     2 ;

-    [ 3π]
φ∈ π; 2 : тогда arcsin sinφ= π− φ,arccoscosφ= 2π− φ  , a 3arcsinsinφ− 2arccoscosφ =3(π− φ)− 2(2π− φ)= −π− φ;  следовательно, при    [  3π-]
φ ∈ π;2 выражение (*) принимает все значения из промежутка [ 5π    ]
 −2 ;−2π ;

-    [3π-  ]
φ∈  2 ;2π : тогда arcsinsin φ= φ− 2π,arccoscosφ = 2π − φ  , a 3arcsinsin φ− 2arccoscosφ= 3(φ − 2π)− 2(2π− φ)= −10π+ 5φ;  следовательно, при    [3π  ]
φ ∈ 2 ;2π выражение (∗)  принимает все значения из промежутка [ 5π ]
− 2 ;0 .

Суммируя всё вышесказанное, получаем, что выражение (∗)  при φ∈ [0;2π]  принимает все значения из промежутка [ 5π-π ]
− 2 ; 2.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Второе решение. Переберём случаи

  • x,y ≥ 0  .          π
arcsinx ∈[0,2]  и            √----2
cos(arcsinx)=  1− x = y  . Тогда arcsinx= arccosy  и                            π
3arcsinx− 2arccosy =arcsinx∈ [0,2].
  • x ≥0 ≥y  .           π
arcsinx∈ [0,2]  и           √ -----
cos(arcsinx)=  1− x2 =− y  . Тогда π − arcsinx= arccosy  и 3arcsinx− 2arccosy =5arcsinx− 2π ∈ [−2π,π2].
  • y ≥0≥ x  . arcsinx∈ [− π2,0]  и            √ -----
cos(arcsin x)=  1− x2 =y  . Тогда arcsinx= − arccosy  и 3arcsinx− 2arccosy =5arcsinx∈ [− 5π2 ,0].
  • x,y ≤ 0  . arcsinx ∈(− π2,0]  и            √-----
cos(arcsinx)=  1− x2 = −y  . Тогда π +arcsinx= arccosy  и 3arcsinx− 2arccosy =arcsinx− 2π ∈[− 5π2 ,−2π].
Ответ:

 [− 5π,π].
   2 2

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!