Lösning av trigonometriska ekvationer

Relevanta dokument
TATM79: Föreläsning 7 Arcusfunktioner och hjälpvinkelmetoden

Lektion 6, Envariabelanalys den 14 oktober Låt oss krympa f:s definitionsmängd till en liten omgivning av x = x 2.

Lösningsförslag TATM

A-del. (Endast svar krävs)

TATM79: Föreläsning 8 Arcusfunktioner

Läsanvisningar till kapitel 4 i Naturlig matematik

a (och liknande ekvationer). a har lösningar endast om 1 a 1 (eftersom 1 sin( x ) 1). 3 saknar lösningar.

M0038M Differentialkalkyl, Lekt 10, H15

För att uttrycka den primitiva funktionen i den ursprungliga variabeln sätter vi in θ = arcsin 2x. Lektion 14, Envariabelanalys den 23 november 1999

BASPROBLEM I ENDIMENSIONELL ANALYS 1 Jan Gustavsson

också en lösning: Alla lösningar, i detta fall, ges av

MA2047 Algebra och diskret matematik

Lösningsförslag TATM

5B1134 Matematik och modeller

2301 OBS! x används som beteckning för både vinkeln x och som x-koordinat

Geometri och Trigonometri

Dugga 2 i Matematisk grundkurs

6.2 Implicit derivering

Teorifrå gor kåp

Trigonometri. Joakim Östlund Patrik Lindegrén 28 oktober 2003

1.1 Den komplexa exponentialfunktionen

Fall 1 2x = sin 1 (1) + n 2π 2x = π 2 + n 2π. x = π 4 + n π. Fall 2 2x = π sin 1 (1) + n 2π. 2x = π π 2 + n 2π

Avsnitt 5, introduktion.

Kap Inversfunktion, arcusfunktioner.

Komplexa tal: Begrepp och definitioner

Uppföljning av diagnostiskt prov HT-2016

Föreläsning 1. Kursinformation All viktig information om kursen ska kunna läsas på kursens hemsida

f(x) = 1 x 1 y = f(x) = 1 y = 1 (x 1) = 1 y x = 1+ 1 y f 1 (x) = 1+ 1 x 1+ 1 x 1 = 1 1 =

Ledtrå dår till lektionsuppgifter

Experimentversion av Endimensionell analys 1

sin (x + π 2 ) = sin x cos π 2 + cos x sin π 2 = cos π 2 = 0 sin π 2 = 1 Svar: cos x

Lösningsförslag TATA

5. Förklara varför sannolikheten att en slumpvis vald lottorad har 7 rätt är x + x 2 innehåller termen 14x. Bestäm

Trigonometri. Sidor i boken 26-34

SF1625 Envariabelanalys

M0038M Differentialkalkyl, Lekt 8, H15

5B1134 Matematik och modeller Lösningsförslag till tentamen den 13 januari T = 1 ab sin γ. b sin β = , 956 0, 695 0, 891

NBAM00: Naturvetenskapligt basår Matematik, del 1

Notera att ovanstående definition kräver att funktionen är definierad i punkten x=a.

x 2 5x + 4 2x 3 + 3x 2 + 4x + 5. d. lim 2. Kan funktionen f definieras i punkten x = 1 så att f blir kontinuerlig i denna punkt? a.

2320 a. Svar: C = 25. Svar: C = 90

arcsin(x) udda ( x) varken udda eller jämn alla reella tal ( 0, ) 1. y=a 1 x udda/jämn Värdemängd derivatan Definitionsmängd Arcusfunktioner

Några saker att tänka på inför dugga 2

x 2 5x + 4 2x 3 + 3x 2 + 4x + 5. d. lim 2. Kan funktionen f definieras i punkten x = 1 så att f blir kontinuerlig i denna punkt? a.

8.4. Integration av trigonometriska uttryck

Sommarmatte. del 2. Matematiska Vetenskaper

2146 a. v = 290 v = 290 omvandlingsfaktor rad v = 290 v = rad v 5.1 rad

x 2 5x + 4 2x 3 + 3x 2 + 4x + 5. d. lim 2. Kan funktionen f definieras i punkten x = 1 så att f blir kontinuerlig i denna punkt? a.

Instuderingsfrågor för Endimensionell analys kurs B1

TATM79: Föreläsning 7 Komplexa exponentialfunktionen och binomiska ekvationer

ARCUSFUNKTIONER. udda. arcsin(x) [-1, 1] varken udda eller jämn udda. arccos(x) [-1, 1] [ 0, π ] arctan(x) alla reella tal π π. varken udda eller jämn

Föreläsning 9: Komplexa tal, del 2

5B1134 Matematik och modeller Lösningsförslag till tentamen den 29 augusti 2005

A1:an Repetition. Philip Larsson. 6 april Kapitel 1. Grundläggande begrepp och terminologi

SAMMANFATTNING TATA41 ENVARIABELANALYS 1

DERIVATA. = lim. x n 2 h h n. 2

v0.2, Högskolan i Skövde Tentamen i matematik

Notera att tecknet < ändras till > när vi multiplicerar ( eller delar) en olikhet med ett negativt tal.

SF1620 Matematik och modeller

en primitiv funktion till 3x + 1. Vi får Integralen blir

Instuderingsfrågor för Endimensionell analys kurs B1 2011

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Genomgånget på föreläsningarna

Crash Course Envarre2- Differentialekvationer

Läsanvisningar och övningsuppgifter i MAA150, period vt Erik Darpö

SF1661 Perspektiv på matematik Tentamen 24 oktober 2013 kl Svar och lösningsförslag. z 11. w 3. Lösning. De Moivres formel ger att

Tisdag v. 2. Speglingar, translationer och skalningar

+ 5a 16b b 5 då a = 1 2 och b = 1 3. n = 0 där n = 1, 2, 3,. 2 + ( 1)n n

Ekvationer & Funktioner Ekvationer

Block 4 - Funktioner. Funktionsbegreppet Definitionsmängd

Modul 1 Mål och Sammanfattning

Här finns en definition av gränsvärde (enligt Adams Calculus) av en funktion då x går mot ett tal a ( s.k. epsilon delta definition).

Tentamen i Envariabelanalys 1

SF1661 Perspektiv på matematik Tentamen 20 oktober 2011 kl Svar och lösningsförslag

Algebra Negativa tal, Parenteser, Potenser, Bråk, Kvadreringsreglerna, Konjugatregeln

Lösningar till Matematik 3000 Komvux Kurs D, MA1204. Senaste uppdatering Dennis Jonsson

P03. (A) Visa, att om en aritmetisk serie med differensen d har a som första och b som sista term, så är seriens summa b + a 2.

Lösningar till utvalda uppgifter i kapitel 1

Exempel. Komplexkonjugerade rotpar

där x < ξ < 0. Eftersom ξ < 0 är högerledet alltid mindre än Lektion 4, Envariabelanalys den 30 september 1999 r(1 + 0) r 1 = r.

Repetition inför kontrollskrivning 2

i utvecklingen av (( x + x ) n för n =1,2,3º. = 0 där n = 1,2,3,

Introduktion till Komplexa tal

Denna tentamen består av två delar. Först sex enklare uppgifter, som vardera ger maximalt 2 poäng. Andra delen består av tre uppgifter, som

x2 6x x2 6x + 14 x (x2 2x + 4)

Kap Funktioner av flera variabler, definitionsmängd, värdemängd, graf, nivåkurva. Gränsvärden, kontinuitet.

y º A B C sin 32 = 5.3 x = sin 32 x tan 32 = 5.3 y = tan 32

formler Centralt innehåll

Repetition av cosinus och sinus

Tentamen : Lösningar. 1. (a) Antingen har täljare och nämnare samma tecken, eller så är täljaren lika med noll. Detta ger två fall:

5B1134 Matematik och modeller Lösningsförslag till tentamen den 11 oktober 2004

Svar till S-uppgifter Endimensionell Analys för I och L

Lösningar kapitel 10

Uppföljning av diagnostiskt prov Repetition av kursmoment i TNA001-Matematisk grundkurs.

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

SF1658 Trigonometri och funktioner Lösningsförslag till tentamen den 19 oktober 2009

Referens :: Komplexa tal

Approximation av funktioner

TATM79: Föreläsning 5 Trigonometri

Institutionen för Matematik. SF1625 Envariabelanalys. Lars Filipsson. Modul 1

Transkript:

Lösning av trigonometriska ekvationer Uppsala universitet 06 Per Engström per.engtrom@math.uu.se Inledning För att lösa problem i som innehåller trigonometriska funktioner kan mab bahöva lösa trigonometriska ekvationer. De är ekvationer där den okända variabeln ligger inuti en trigonometrisk funktion, eempelvis som har oändligt många lösningar. sin = Jag har därför slängt ihop det här kompendiet som en kort repetition av det vi lärde oss om trigonometriska ekvationer i baskursen. Enkla trigonometriska funktioner För att göra det här pedagogiskt tittar vi på enklast möjliga ekvationer först och fokuserar på detaljer, så kan vi fokusera på hur vi löser svårare problem senare. De enklaste ekvationerna är de där högerledet är 0. Sinus Vi börjar med att titta på den enklaste möjliga ekvationen: sin = 0. Om vi tittar på enhetscirkeln ser vi att sin bara antar värdet 0 för = 0 och =. Eftersom sin är periodisk med perioden kan vi lägga till valfritt antal hela varv till lösningarna för att få nya lösningar. Eempelvis är = + = 3 en lösning. Det finns alltså oändligt många lösningar. Vi kan beskriva det med ett obestämt heltal n Z som symboliserar antalet hela varv vi har lagt till. Vi har då två lösningsmängder som baserar sig på varsin ursprungslösning: 0 + n n Z} + n, n Z}. I det här enkla fallet kan vi förenkla lösningen något. Om vi börjar skriva upp lösningar ser vi snabbt ett mönster...,,, 0,,, = n för n Z

som ger oss den ekvivalenta lösningsmängden n n Z}. Cosinus Vi kan snabbt lösa ekvationen cos = 0 genom att återigen titta på enhetscirkeln för att se lösningarna = och =. Även cosinus har perioden, så lösningsmängden kan skrivas } + n n Z } + n n Z =..., 3,,, 3,... som kan förenklas till } + n n Z Tangens För att lösa tan = 0 använder vi oss av identiteten tan = sin cos vilken är 0 endast om täljaren är 0, vilket ger oss samma lösningar som sinusproblemet ovan. För nollskiljda högerled ärsitutionen lite mer komplicerad, så vi tittar på det härnäst. Typ normalsvåra trigonometriska funktioner Nu ska vi försöka lösa ekvationer där högerledet kan vara vilket tal som helst (så länge det ligger i funktionens värdemängd, i alla fall). Sinus Vi vill nu lösa den lite mer komplicerade ekvationen sin = a för något a. För att vara konkret säger vi att a =. Vi tittar i en teckentabell och ser att på enhetscirkeln är vinkeln = 6 = 60 en lösning. Finns det fler? Om vi tittar lite närmare på enhetscirkeln ser vi att det finns två vinklar där sin = y = som vi ser i den här bilden.

y (cos v, sin v) v u (cos u, sin u) Den ena är = 6 = 30 och den andra är = 6 = 80 30 = 50 = 5 6. Det är generellt så att sinus har två lösningar på enhetscirkeln. Den ena i högra halvcirkeln och en i vänstra. De kommer ge upphov till varsin lösningsmängd som generellt inte kan förenklas. De två lösningarna förenas med evationen v = u. Enda undatagen är u = v = och u = v = I det här eemplet får vi den slutgiltiga lösningen } 6 + n n Z som endast ger en lösningsmängd. } 5 + n, n Z 6 Den generella lösningen När vi löser ekvationen sin = a får vi två lösningsmängder som vi sedan tar unionen av. De två mängderna kan beskrivas som = arcsin a + n n, m Z = arcsin a + m Detta ger oss samtliga lösningar. Funktionen arcsin ger oss alltid lösningen i det högra halvcirkeln. Cosinus Även cosinus har två lösningar. I fallet med sinus skilde sig de två lösningarna genom v = u. För cosinus har vi istället v = u. som vi kan övertyga oss med följande figur

y (cos u, sin u) u v (cos v, sin v) Det är även så att cosinus har två lösningar på enhetscirkeln, med undantagen u = v = 0 och u = v =. Den generella formeln är = arccos a + n n, m Z = arccos a + m Funktionen arccos ger oss alltid lösningen i övre halvcirkeln. Tangens Tangens skiljer sig från sinus och cosinus i att den har perioden istället för. Den har även bara en lösningmängd. För tan = a gäller generellt = arctan a + n, n Z. Annat argument än Hittils har alltid argumentet varit precis. Vad händer om vi har sin = eller cos = istället? I de fallen ser lösningarna likadana ut, men vänsterledet ser ut som argumentet. Vi kan då lösa för. De två lösningarna är således = 6 + n = = 5 6 + m n, m Z = + n = 5 + m n, m Z och = 3 + n = 3 + m n, m Z = = ( 3 + n) = ( 3 + m) n, m Z.

Uttryck med kvadrater Säg att vi har ett uttryck 3 + 3 sin sin = 4. Vi kan lösa sådana ekvationer genom att göra ett variabelbyte sin = u och får då ett polynom 3 + 3 u u = 4. som vi kan lösa. I det här fallet får vi lösningarna u = och u = 3. Detta kommer ge upphov till fyra lösningsmängder, två för varje rot, sin = och sin = 3. Det vill säga } } } } 5 6 + n n Z 6 + n n Z 3 + n n Z 3 + n n Z Tänk på att vi kan få falska rötter här, eftersom u för en giltig lösning. Blandade trigonometriska funktioner Om vi har flera olika trigonometriska funktioner i samma uttryck behövr vi använda identiteter för att skriva om det. Betrakta sin = cos 3. Det finns en identitet som säger att sin ( v) = cos v, vilket ger oss ( ) sin = sin 3. Detta ger två fall. Antingen är argumenten lika (upp till period) eller så skiljer de sig enligt v = u. = 3 + n = ( 3) n, m Z + m som har lösningarna = 0 + 5 n = + m n, m Z Detta kan visualiseras på enhetscirkeln, blå för den övre och röd för den undre lösningen. y