Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела закл (финал) 11 класс
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#131944

Число x  таково, что sin x+tgx  и cosx+ ctgx  — рациональные числа. Докажите, что sin2x  является корнем квадратного уравнения с целыми коэффициентами.

Источники: ВСОШ, ЗЭ, 2023, 11.1 (см. olympiads.mccme.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1:

Ясно, что sin(2x) выражается через sin(x)cos(x). Если найти уравнение с таким корнем, то будет несложно получить корень sin(2x).

Подсказка 2:

Давайте заметим, что выражения a + b и ab будут целыми и инвариантными относительно перестановки синуса и косинуса. Почему бы в дополнение к выражению v = sin(x)cos(x) не взять выражение u = sin(x) + cos(x) и попробовать выразить ab и a + b через u и v?

Подсказка 3:

Вы должны были получить такие равенства: a + b = u + 1/v, ab = v + u + 1. Как из них получить нужное уравнение?

Показать доказательство

Положим a= sinx+ tgx  и b= cosx+ ctgx.  Введём обозначения:

u= sinx+ cosx

и

v = sinxcosx

По условию рациональными являются числа

c =a+ b= u+ v−1

и

d =a⋅b= v+ u+ 1

Отсюда

k= d− c= v+1 − v−1

Значит,

t= sin2x= 2v

является решением квадратного уравнения

 2
t + 2t− (4+ 2kt)= 0

с рациональными коэффициентами, откуда следует требуемое.

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!