Как можно доказать равносильность неравенств: 5sin^2x - 3sinxcosx - 2cos^2x > 0 и 5tg^2x - 3tgx - 2 > 0?
Кроме того, используя результаты предыдущего пункта, как можно решить неравенство 5sin^2x - 3sinxcosx - 2cos^2x > 0?
Алгебра 11 класс Неравенства тригонометрических функций равносильность неравенств доказательство неравенств решение неравенств алгебра 11 класс тригонометрические неравенства Новый
Чтобы доказать равносильность неравенств 5sin^2x - 3sinxcosx - 2cos^2x > 0 и 5tg^2x - 3tgx - 2 > 0, начнем с преобразования первого неравенства.
Шаг 1: Замена переменныхВспомним, что тангенс можно выразить через синус и косинус: tgx = sinx/cosx. Таким образом, мы можем заменить sinx и cosx в первом неравенстве:
Подставим эти выражения в неравенство:
5(tg^2x * cos^2x) - 3(tgx * cosx)(cosx) - 2cos^2x > 0
Упрощаем это неравенство:
5tg^2x * cos^2x - 3tgx * cos^2x - 2cos^2x > 0
Вынесем cos^2x за скобки:
cos^2x(5tg^2x - 3tgx - 2) > 0
Шаг 3: Условия для cos^2xТак как cos^2x всегда неотрицательно, неравенство будет выполняться, если:
5tg^2x - 3tgx - 2 > 0
Таким образом, мы доказали, что оба неравенства равносильны.
Решение неравенства 5sin^2x - 3sinxcosx - 2cos^2x > 0Теперь, чтобы решить неравенство 5tg^2x - 3tgx - 2 > 0, воспользуемся стандартным методом решения квадратного неравенства.
Шаг 4: Найдем корниРешим уравнение 5tg^2x - 3tgx - 2 = 0 с помощью дискриминанта:
Теперь найдем корни:
Теперь разложим неравенство на интервалы:
Проверим знаки в каждом интервале:
Таким образом, неравенство выполняется при:
tgx < -0.4 или tgx > 1.
Теперь мы можем записать ответ в виде интервалов:
x ∈ (-∞, arctg(-0.4)) ∪ (arctg(1) + kπ, +∞), где k - целое число.
Это и есть решение неравенства 5sin^2x - 3sinxcosx - 2cos^2x > 0.