المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
تربية الماشية في جمهورية مصر العربية
2024-11-06
The structure of the tone-unit
2024-11-06
IIntonation The tone-unit
2024-11-06
Tones on other words
2024-11-06
Level _yes_ no
2024-11-06
تنفيذ وتقييم خطة إعادة الهيكلة (إعداد خطة إعادة الهيكلة1)
2024-11-05


Trigonometric equations. Main methods for solving  
  
4237   02:31 مساءً   date: 13-2-2017
Author : المرجع الالكتروني للمعلوماتيه
Book or Source : www.almerja.com
Page and Part : ...

Trigonometric equations. Main methods for solving

Trigonometric equations. Simplest trigonometric equations. 
Methods of solving:  algebraic method,  factoring, reducing 
to a homogeneous equation, transition to a half-angle, 
introducing an auxiliary angle, transforming a product to 
a sum, universal substitution.

Trigonometric equations. An equation, containing an unknown under the trigonometric function sign is called trigonometric.

Simplest trigonometric equations.







Methods for solving trigonometric equations. Solving of a trigonometric equation consists of the two stages: transforming of a equation to receive its simplest shape ( see above ) and solving of the received simplest trigonometric equation. There are seven main methods of solution of trigonometric equations.

1. Algebraic method. This method is well known for us from algebra ( exchange and
    substitution method ).

  

2. Factoring.  Consider this method by examples.

    E x a m p l e  1.  Solve the equation:  sin x + cos x = 1 .

    S o l u t i o n .    Transfer all terms to the left:

sin x + cos x – 1 = 0 ,

                               transform and factor the left-hand side expression:

    E x a m p l e  2.  Solve the equation:  cos² x + sin x · cos x = 1.

    S o l u t i o n .     cos ² x + sin x · cos – sin ² x – cos ² x = 0 ,

sin x · cos – sin ² = 0 ,

sin x · ( cos – sin ) = 0 ,

    E x a m p l e  3.  Solve the equation:  cos 2– cos 8x + cos 6x = 1.

    S o l u t i o n .     cos 2+ cos 6x = 1 + cos 8,

                              2 cos 4x cos 2x = 2 cos ² 4x ,

                               cos 4x · ( cos 2x –  cos 4x ) = 0 ,

                              cos 4x · 2 sin 3x · sin x = 0 ,

                              1).  cos 4x = 0 ,               2).  sin 3x = 0 ,          3). sin x = 0 ,

3.

Reducing to a homogeneous equation. An equation is called a homogeneous equation in sin and cos, if and only if all its terms are of the same degree in sin and cos of the same angle.
To solve the homogeneous equation it is necessary:
   a)  to transfer all terms to the left-hand side;
   b)  to take all common factors out of brackets;
   c)  to equate all factors and brackets to zero;
   d)  the brackets equated to zero give the homogeneous equation of the smaller
        degree, which should be divided by cos ( or sin ) of the higher power;
   e)  to solve the received algebraic equation in tan .

E x a m p l e .  Solve the equation: 3 sin ² x + 4 sin x · cos x + 5 cos ² x = 2.

S o l u t i o n .  3 sin ² x + 4 sin x · cos x + 5 cos ² x = 2sin ² x + 2cos ² x ,

                        sin ² x + 4 sin x · cos x + 3 cos ² x = 0 ,

                        tan ² x + 4 tan x + 3 = 0 ,  hence  y ² + 4y +3 = 0 ,

                        the roots of this equation are:  y1 = –1 ,  y2 = –3 ,  from here

                           1)   tan x = –1,                  2)   tan x = –3,

                            

4. Transition to a half-angle. Consider this method by the example:

    E x a m p l e .  Solve the equation:  3 sin x – 5 cos x = 7.

    S o l u t i o n .  6 sin ( / 2 ) · cos ( / 2 ) – 5 cos ² ( / 2 ) + 5 sin ² ( / 2 ) =

                                                                       = 7 sin ² ( / 2 ) + 7 cos ² ( / 2 ) ,

                            2 sin ² ( / 2 ) – 6 sin ( / 2 ) · cos ( / 2 ) + 12 cos ² ( / 2 ) = 0 ,

                            tan ² ( / 2 ) – 3 tan ( / 2 ) + 6 = 0 ,

                                     .   .   .   .   .   .   .   .   .   .

5. Introducing an auxiliary angle. Consider an equation of the shape:

                                           a sin x + b cos x = c ,

    where  abc – coefficients;  x – an unknown.

    New coefficients in the left-hand side have the properties of sine and cosine: a modulus 
    ( absolute value ) of each of them is not more than 1, and a sum of their squares is equal 
    to 1. So, we can mark them as  cos φ and sin φ correspondingly; here http://www.bymath.com/studyguide/fi.gif  is the so called 
    an auxiliary angle.

    Now our equation has the shape:

 

 

6. Transforming a product to a sum. The corresponding formulas are used here.

    E x a m p l e .  Solve the equation:  2 sin 2· sin 6x = cos 4x.

    S o l u t i o n .  Transform the left-hand side to the sum:

                                        cos 4x – cos 8x = cos 4x ,

                                                  cos 8x = 0 ,

                                          

7. Universal substitution. Consider this method by example.

    E x a m p l e .  Solve the equation:  3 sin x – 4 cos x = 3 .

  

                        

                             So, only the first case gives the solution.

 




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.