Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Trigonometrikus egyenlőtlenségek

874
Utánanéztem a neten és annyit találtam, hogy vagy függvénnyel, vagy egységkörrel kell ábrázolni ezeket, és úgy lehet megoldani őket.

Én ezeket sosem láttam át rendesen, ezért amikor lehetett például mindig kerültem más témakörnél is a függvényábrázolást és társait.

Tényleg csak ez a kettő fajta megoldás van?
És ha igen akkor hogyan lehet ezt egyszerűen megérteni?

Mondjuk sin (x/2) > 1/2

Felrajzolom az egységkört, berajzolom Pi/6 és 5Pi/6 -ot, összekötöm őket egy kisebb háromszöget kapva a körön belül, látom, hogy a sinus tengelyen fölötte helyezkednek el a kívánt "értékek".
Hogyan tovább?

Mi a logika abban, amikor fel akarom írni ebből a megoldást?
Nincs valami "sima számolós" megoldási módszer ábrázolás nélkül?? :(
Úgy az összes ilyen típusú feladatra nézve.
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Középiskola / Matematika

Válaszok

3
Természetesen nem kötelező ábrázolással megoldani, de mégiscsak jobb, hogy látod, amiit kell.

Az egyenlőtlenségeknél az a lényeg, hogy először kiszámolod, hogy mi lenne, hogyha egyenlő lenne (ez meg is csináltad, úgyhogy ez nagyon jó).

Maradva a példádnál, meg kell nézni, hogy azon két szám között, amiket megadtunk, van-e megoldás, ezt úgy tudjuk megtenni, hogy kiválasztunk onnan egy számot, és megnézzük, hogy igazzá teszi-e az egyenlőtlenséget; ha igen, akkor marad az a két szám, amit leírtál, tehát egyik szám+periódus<x<másik szám+periódus alakú lesz az eredmény, ha nem, akkor a kisebbik számot eltoljuk a periódussal, és az új páros között nézzük, hogy van-e megoldás.

A megoldás viszont nem jó, mivel π/3-at és 5π/3-t kell jelölni az egységkörön, mivel ezek felének szinusza lesz 1/2. Most azt kell megnézni, hogy az ezek közé eső számok közül lesz-e olyan, amelynek felének szinusza 1/2-nél több. Kézenfekvő választás a π/2, ennek fele π/4, ennek szinusza √2/2, ami értelemszerűen több, mint 1/2. Mivel ez igazzá teszi a megoldást, ezért a két szám közé eső összes többi is jó lesz, tehát az egyenlőtlenség megoldása π/3+k*4π<x<5π/3+k*4π, ahol k tetszőleges egész szám.

Ha fordítva lenne a reláció, akkor a fenti megoldás nem lenne jó, így helyette kell keresni egy másikat; a kisebb számot eltoljuk a periódussal, így π/3+4π=13π/3-at kapunk. Most azt kell megvizsgálni, hogy az 5π/3 és a 13π/3 számok közé eső számok között van-e olyan, amelyik igazzá teszi az egyenlőtlenséget (természetesen lesz, más különben nem kellett volna az előbb arrébb másznunk); Kézenfekvő választás 2π, mivel ennek fele π, ennek szinusza sin(π)=0, ami kevesebb 1/2-nél, tehát ez lesz a keresett számhalmaz. A válasz: 5π/3+k*4π<x<13π/3+k*4π.

Azzal pedig sokra nem mész, hogyha nem tanulod meg a függvényábrázolást, mert egy csomó dolgot anélkül nem lehet megcsinálni (például ha konkrétan az a feladat, hogy ábrázold, akkor nincs más választásod).
1

Én sem tudom ábrázolás nélkül elképzelni a megoldást. Itt elmondom, hogy én hogyan oldom meg: https://www.youtube.com/watch?v=oqP_oIKNuvU
1

Egyetértek Rantnaddal, hogy úgyis meg kell tanuld a függvényábrázolást.
Viszont az ilyen feladatokhoz még nincs igazán rá szükség. Elég az, ha tudod, hogy a sin x-nek hogy néz ki a képe.

Nézzük inkább ezt, ez kicsit izgalmasabb annál, mint amit te írtál:
sin(3x - π/2) < 1/2
(Attól izgalmasabb, hogy <1/2 van benne >1/2 helyett, nem igazán azért, mert bonyolultabb a kifejezés.)

Hozzunk be egy új változót, az a legtöbb esetben sokat segít:
α = 3x - π/2
sin α < 1/2

Ezzel az új változó trükkel nem kell ábrázolnod az eredeti függvényt, csak a sima szinuszt, ami gond nélkül kell menjen. Rajzold fel nagyjából a füzetedbe, és húzz egy vízszintes vonalat 1/2-es magasságnál. Ahol a szinuszgörbe ez alatt megy, az a rész lesz a megoldás. Húzd ki más színnel ezeket a szakaszokat.
Periódusosan ismétlődő szakaszokat kapsz. Válaszd ki az egyiket, a többi 2π-kkel odébb van.

Én mondjuk azt a szakaszt választom, aminek az egyik végpontja a 30°, a másik viszont nem a 150° (e kettő között 1/2-nél magasabban megy a szinusz), hanem negatív oldalon a 150°-360° = -210°:
(Lehetne más szakaszt is választani, mondjuk a 150° és 360°+30° közöttit... mindegy)
Tehát itt tartunk:
-210° < α < 30°
Írjuk át inkább radiánba:
-7π/6 < α < π/6
Ez csak egy periódus, a többi 2π-kkel odébb van:
k·2π - 7π/6 < α < k·2π + π/6
ahol k ∈ ℤ, és fontos, hogy most a két oldalon a k ugyanaz!

Most már visszatérhetünk az x kiszámolására, írjuk be α helyére a 3x-π/2-t:
k·2π - 7π/6 < 3x - π/2 < k·2π + π/6
Adjunk mindhárom kifejezéshez π/2-t:
k·2π - 7π/6 + π/2 < 3x < k·2π + π/6 + π/2
Vonjunk össze (π/2 = 3π/6)
k·2π - 4π/6 < 3x < k·2π + 4π/6
Tudunk egyszerűsíteni 2-vel:
k·2π - 2π/3 < 3x < k·2π + 2π/3
Osszunk 3-mal:
k·2π/3 - 2π/9 < x < k·2π/3 + 2π/9

Kész.
1