Неравенства с тангенсом – Простейшие неравенства для тангенса и котангенса – 10 КЛАСС – ПРЕПОДАЕМ АЛГЕБРУ И НАЧАЛА МАТЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА – Каталог файлов

Решаем неравенство с тангенсом – Сайт Александра Бабаева

Как с косинусом и синусом, решать неравенства с тангенсом мы будем с помощью единичной окружности.

Клише для решений неравенства с тангенсом

Алгоритм решения неравенств с тангенсом:

  1. перерисовываем клише, изображённое на вышестоящем рисунке;
  2. на линии тангенса отмечаем $a$ и проводим до этой точки из начала координат прямую;
  3. точка пересечения этой прямой с полуокружностью будет закрашенной, если неравенство нестрогое и не закрашенное, если строгое;
  4. область будет находится снизу от прямой и до окружности, если неравенство содержит знак “$>$”, и снизу прямой и до окружности, если неравенство содержит знак “$<$”;
  5. для нахождения точки пересечения, достаточно найти арктангенс $a$, т.е. $x_{1}={\rm arctg} a$;
  6. в ответ выписывается полученный промежуток, добавляя к концам $+ \pi n$.

Примеры решения неравенств с помощью алгоритма.

Пример 1: Решить неравенство:

${\rm tg}{x} \leq 1.$

  1. Копируем клише.
  2. Отметим на линии тангенса координату $1$.
  3. Проводим до этой точки из начала координат прямую.
  4. Отметим точку пересечения. Она будет закрашенной, так как неравенство нестрогое.
  5. Знак неравенства $\leq$, а, значит, закрашиваем область снизу от прямой, т.е. больший “кусок пирога”.
  6. Находим точку пересечения: $x_{1}={\rm arctg}{1}=\frac{\pi}{4}$.

Таким образом, решение примет вид:

$x \in \left(-\frac{\pi}{2} + \pi n; \frac{\pi}{4} + \pi n\right], \ n \in Z.$

Важно! Точки $-\frac{\pi}{2}$ и $\frac{\pi}{2}$ у тангенса всегда (независимо от знака неравенства) выколоты!

Пример 2: Решить неравенство:

${\rm tg}{x} > – \sqrt{3}.$

Отмечаем на линии тангенса точку $- \sqrt{3}$ и проводим прямую из начала координат до неё. Точка пересечения этой прямой с полуокружностью будет не закрашенной, так как неравенство строгое. Область будет находится выше прямой и до окружности, так как знак неравенства $>$. найдём точку пересечения:

$x_{1} = {\rm arctg}{\left(-\sqrt{3}\right)} = -\frac{\pi}{3}.$

Таким образом, ответом будет:

$x \in \left(-\frac{\pi}{3} + \pi n; \frac{\pi}{2} + \pi n\right), \ n \in Z.$

Пример 3: Решить неравенство:

${\rm tg}{\left(2x-\frac{\pi}{3}\right)} + \sqrt{3} > 0.$

Сейчас применить алгоритм нельзя. Этот пример похож на пример 3 неравенства с синусом или косинусом. И действовать нужно аналогично. Сначала перенесём всё, что не содержит тригонометрической функции в правую часть.

${\rm tg}{\left(2x-\frac{\pi}{3}\right)} > – \sqrt{3}.$

Теперь же, чтобы применить алгоритм, делаем замену переменной. Всё, что стоит под тригонометрической функцией, обозначаем за новую переменную:

$t=2x-\frac{\pi}{3}$

и получаем неравенство

${\rm tg}{t} > – \sqrt{3},$

которое мы уже решили в примере 2:

$t \in \left(-\frac{\pi}{3} + \pi n; \frac{\pi}{2} + \pi n\right).$

Возвращаемся к исходной переменной:

$\left(2x-\frac{\pi}{3}\right) \in \left(-\frac{\pi}{3} + \pi n; \frac{\pi}{2} + \pi n\right).$

Последнее равносильно системе неравенств

$\left\{\begin{array}{c} 2x-\frac{\pi}{3} > -\frac{\pi}{3} + \pi n, \\ 2x-\frac{\pi}{3} < \frac{\pi}{2}+\pi n, \end{array} \right.$

решив которую мы получим ответ. Действительно,

$\left\{\begin{array}{c} 2x > \pi n, \\ 2x < \frac{5 \pi}{6} + \pi n, \end{array} \right.$

$\left\{\begin{array}{c} x > \frac{\pi n}{2}, \\ x < \frac{5\pi}{12}+\frac{\pi n}{2}. \end{array} \right. $

И окончательно получаем:

$x \in \left(\frac{\pi n}{2}; \frac{5\pi}{12} + \frac{\pi n}{2}\right), \ n \in Z.$

babaev-an.ru

Примеры решения простейших тригонометрических неравенств

Часть 2.

Начало здесь.

Если вы беретесь за изучение темы «Простейшие тригонометрические неравенства», то должны прежде знать, где находятся оси тангенса и котангенса и уметь решать простейшие тригонометрические уравнения (часть III).

Кстати, для сдающих ЕГЭ по математике, –   умение решать тригонометрические неравенства может пригодиться, например, в заданиях №11 ЕГЭ по математике.

Примеры решения простейших тригонометрических  неравенств

Пример 1. 

Решить неравенство:

Решение: 

Отмечаем на оси тангенсов 1. Указываем все значения тангенса, меньшие 1 – ниже 1.

Далее, отмечаем все точки тригонометрического круга, значение тангенса в которых будет меньше 1.  Для этого мы

мысленно соединяем каждую точку оси тангенсов ниже 1 с началом координат; тогда каждая проведенная прямая пересечет дважды тригонометрический круг. Вот эти-то точки круга нас и интересуют! Они выстраиваются в две дуги (точнее в две серии дуг). Значения тангенса в них – меньше 1.

Заметим, кстати, что дуга повторяет дугу равно через пол круга, то есть через (период функции – это ).

Все подходящие значения можно записать в виде следующего двойного неравенства:

или так

Пример 2. 

Решить неравенство:

Решение: 

Отмечаем на оси тангенсов . Указываем все значения тангенса, большие или равные  – выше   (включая саму точку).

«Транслируем» отмеченные точки оси тангенсов  на тригонометрический круг.

 

Все подходящие значения можно записать в виде следующего двойного неравенства:

или такого (разницы – никакой):

 

Пример 3.

Решить неравенство:

Решение: 

Отмечаем на оси котангенсов . Указываем все значения котангенса, большие или равные  – правее  (включая саму точку).

«Транслируем» отмеченные точки оси котангенсов  на тригонометрический круг:

Все подходящие значения можно записать в виде следующего двойного неравенства:

Вы обратили внимание, решая тригонометрическое неравенство с тангенсом,  – мы не включаем в ответ точки (значение тангенса в этих точках не определено)?

А, решая тригонометрическое неравенство с котангенсом,  – мы не включаем в ответ точки  (значение котангенса в этих точках не определено).

Пример 4.

Решить неравенство:

Решение: 

Проверьте себя

Помните,  решения (ответы)  к одному и тому же неравенству могут выглядеть по-разному, неся один и тот же смысл собою. (См., например,  задание 2).

 1. Решить неравенство:

Ответ: + показать

2. Решить неравенство:

Ответ: + показать

3. Решить неравенство:

Ответ: + показать

Если у вас  есть  вопросы, – пожалуйста, – пишите в комментариях!

egemaximum.ru

тригонометрические неравенства с тангенсом | математика-повторение

Записи с меткой “тригонометрические неравенства с тангенсом”

На предыдущих занятиях мы решали тригонометрические неравенства следующих видов:

На этом занятии мы будем решать неравенства вида tgt>a.

Будем применять следующий алгоритм решения (как на прошлом уроке):

1. Если аргумент — сложный (отличен от х), то заменяем его на t.

2. Строим в одной координатной плоскости tOy графики функций y=tgt  и y=a.

3. Находим промежуток значений t,  при которых тангенсоида располагается выше прямой у=а. Левая граница этого промежутка arctg a, а правая всегда (π/2)

4. Записываем двойное неравенство для аргумента t, учитывая наименьший период тангенса Т=π (будет между абсциссами arctg a и (π/2) ).

5. Делаем обратную замену (возвращаемся к первоначальному аргументу) и выражаем значение х из двойного неравенства, записываем ответ в виде числового промежутка.

Первое неравенство.

Решение.

Разделим обе части неравенства на 3. Сделаем замену данной переменной на t. Тогда получим более простое неравенство.

Определим промежуток значений переменной t, при которых неравенство будет верным. Это абсциссы тех точек графика функции

y=tg t, которые лежат выше нашей прямой. Покажем штриховкой эти значения t. Запишем найденные значения аргумента t в виде двойного неравенства.

Второе неравенство.

Решение. 

Преобразуем левую часть неравенства по формуле tg (α+β) и получим более простое неравенство. Делаем замену переменной.

Определяем искомый промежуток значений переменной t. Затем выразим х и запишем ответ в виде промежутка. Учтем, что неравенство нестрогое, но что тангенса (π/2) не существует.

Третье неравенство.

Решение.

Применяем правило для формул приведения:

1) перед приведенной функцией ставят знак приводимой; 2) если в записи аргумента (π/2) взято нечетное число раз, то функцию меняют на кофункцию.

Наш аргумент находится в 3-ей четверти, а котангенс в 3-ей четверти имеет знак «плюс», поэтому, знак приведенной функции не поменяется. В записи данного аргумента (π/2) взято 3 раза (нечетное число), поэтому функцию котангенс поменяем на кофункцию — тангенс.

Теперь данное неравенство приняло вид: tgt≥1. Построим графики функций y=tgt и у=1. Определим промежуток значений аргумента t, при которых неравенство tgt≥1 будет верным. Ответ запишем в виде промежутка. Неравенство у нас нестрогое, но правый конец промежутка не входит в решение неравенства, так как тангенса (

π/2) не существует.

Подробные решения этих неравенств смотрите в видео: «10.2.6. Решение тригонометрических неравенств. Часть 6.»

Дорогие друзья! Мы решили неравенства с тангенсом графическим способом, но, конечно, существует и более короткое решение — по формулам.

Если tgt<a, то (- π/2) + πn < t < arctg a + πn, где nєZ.

Если tgt>a, то  arctg a + πn < t < (π/2) + πn,  где nєZ.

Выучите эти формулы, и вы будете решать тригонометрические неравенства с тангенсом быстрее!

www.mathematics-repetition.com

решение тригонометрических неравенств с тангенсом

Записи с меткой “решение тригонометрических неравенств с тангенсом”

На предыдущих занятиях мы решали графическим способом тригонометрические неравенства вида:

На этом занятии мы решим три неравенства вида: tgt<a.

Составим алгоритм решения.

1. Если аргумент — сложный (отличен от х), то заменяем его на t.

2. Строим в одной координатной плоскости tOy графики функций y=tgt  и y=a.

3. Находим промежуток значений t,  при которых тангенсоида располагается ниже прямой у=а. Левая граница этого промежутка всегда (-π/2), а правая arctg a

4. Записываем двойное неравенство для аргумента t, учитывая период тангенса Т=π (будет между абсциссами(-π/2) и  arctg a).

5. Делаем обратную замену (возвращаемся к первоначальному аргументу) и выражаем значение х из двойного неравенства, записываем ответ в виде числового промежутка.

Решение тригонометрических неравенств графическим способом надежно страхует нас от ошибок только в том случае, если мы грамотно построим графики.

Первое неравенство.

Построим графики функций y=tgx и у=1. Подробно рассмотрим построение тангенсоиды. Приготовим координатную плоскость хОу следующим образом:

единичный отрезок равен двум клеткам; так как значение π≈3,14, то π на горизонтальной оси Ох будет изображаться шестью клетками; половина π (это π/2) — тремя клетками. Одна клетка — это π/6; полторы клетки — это π/4; две клетки будут соответствовать аргументу π/3.

Мы знаем, что тангенс 90° не существует, а так как функция тангенса периодическая с наименьшим периодом, равным π, то не существует тангенс (90°+πn). Учтем это при построении графика и проведем две асимптоты: х= – π/2 и х=π/2.

Итак, в промежутке от – π/2 до π/2 тангенс будет «пробегать» все свои значения. Пользуясь значениями тангенса некоторых углов и свойством нечетности функции тангенса (график будет симметричен относительно начала координат), строим точки в приготовленной координатной плоскости, через которые и проведем тангенсоиду.

 

Построим прямую у=1.

Проведем ее параллельно оси Ох, выше на один единичный отрезок (выше на 2 клетки).

Прямая у=1 пересекает тангенсоиду в точке с координатами (π/4; 1).

 

Определяем промежуток значений х, при которых неравенство будет верным, т.е. внутри которого тангенсоида располагается ниже прямой у=1. Учтем, что неравенство нестрогое, значит, правый конец промежутка (π/4) входит во множество решений неравенства. Записываем решение в виде двойного неравенства. Ответ запишем в виде промежутка.

Второе неравенство.

Отметим промежуток значений t, при которых точки тангенсоиды находятся ниже точек прямой у=1. Запишем этот промежуток в виде двойного неравенства. Затем перезапишем его для первоначального аргумента и выразим х. Ответ запишем в виде промежутка.

Третье неравенство.

Отмечаем промежуток значений t, при которых неравенство верно. У нас нестрогое неравенство, значит, правый конец промежутка значений t также является решением неравенства. Возвращаемся к первоначальному аргументу и выражаем х. Ответ записываем в виде промежутка значений переменной х.

Смотреть видео: «10.2.5. Решение тригонометрических неравенств. Часть 5.»

Неравенства вида tgt<a можно решать и без графиков, по соответствующей формуле.

Если tgt<a, то — (π/2) + πn < t < arctg a + πn, где nєZ.

www.mathematics-repetition.com

tgx>a

Рассмотрим решение тригонометрических неравенств вида tgx>a и tgx<a на единичной окружности.

Для решения нам потребуется чертеж единичной окружности и линия тангенсов. Радиус единичной окружности равен 1, поэтому, откладывая на линии тангенсов отрезки, длина которых равна радиусу, получаем соответственно точки, в которых тангенс равен 1, 2, 3 и т.д., а вниз — -1,-2,-3 и т.д.

1) tgx>a

На линии тангенсов значениям тангенсов, большим a, соответствует часть, расположенная выше точки а. Заштриховываем соответствующий луч. Теперь проводим прямую через точку О — начало отсчета- и точку а на линии тангенсов. Она пересекает окружность в точке arctg a. Соответственно, на окружности решению неравенства tgx>a соответствует дуга от точки arctg a до п/2. Чтобы учесть все решения (а их с учетом периодичности тангенса — бесконечное множество), к каждому концу интервала прибавляем пn, где n — целое число (n принадлежит Z).

Для решения неравенства tgx>a вполне достаточно полуокружности от -п/2 до п/2. Но если требуется найти, к примеру, решение системы неравенств с тангенсом и синусом, то нужна вся окружность.

Если неравенство нестрогое, точку с arctg a включаем в ответ (на рисунке ее заштриховываем, в ответ записываем с квадратной скобкой). Точка п/2 в ответ никогда не включается, поскольку не входит в область определения тангенса (точка выколотая, скобка круглая).

2) tgx>-a

Чтобы решить неравенство  tgx>-a, рассуждаем так же как и для неравенства tgx>a. Поскольку arctg (-a)=-arctg a, только этим и отличается ответ.

3) tgx<a

В этом случае решению неравенства tgx<a соответствует часть линии тангенсов, расположенная ниже a. Соответственно, поскольку промежуток мы всегда записываем от меньшего к большему, в этом случае решение начинается от -п/2 и идет к arctg a.

4) tgx<-a

Решение неравенства tgx<-a аналогично решению неравенства tgx<a с той разницей, что arcg (-a)=-arctg a.

Рассмотрим конкретный пример решения неравенства с тангенсом.

Решить неравенство tgx<-1

Таким образом, решение неравенства tgx<-1 есть открытый промежуток (-п/2+пn; -п/4+пn).

www.uznateshe.ru

Решение простейших тригонометрических неравенств | Подготовка к ЕГЭ по математике

Часть 1. 

(Часть 2 см. здесь)

Примеры решения простейших тригонометрических неравенств

Простейшими тригонометрическими неравенствами называются неравенства вида

,

 ,

 ,

,

где – один из знаков , .

Вы должны прежде, конечно, хорошо ориентироваться в тригонометрическом круге и уметь решать простейшие тригонометрические уравнения (часть I,  часть II).

Кстати, умение решать тригонометрические неравенства может пригодиться, например, в заданиях №11 ЕГЭ по математике.

Сначала мы рассмотрим простейшие тригонометрические неравенства с синусом и косинусом. Во второй части статьи – с тангенсом, котангенсом.

Пример 1.

Решить неравенство:

Решение: 

Отмечаем на оси  косинусов

Все значения , меньшие – левее точки на оси косинусов.

Отмечаем все точки (дугу, точнее – серию дуг) тригонометрического круга, косинус которых будет меньше

Полученную дугу мы проходим против часовой стрелки (!), то есть от точки до .

Обратите внимание, многие, назвав первую точку вместо второй точки    указывают точку , что неверно!

Становится видно, что неравенству удовлетворяют следующие значения

Следите за тем, чтобы «правая/вторая точка» была бы больше «левой/первой».

Не забываем «накидывать» счетчик 

Вот так выглядит графическое решение неравенства не на тригонометрическом круге, а в прямоугольной системе координат:

Пример 2.

Решить неравенство:

Решение:

Отмечаем на оси  косинусов

Все значения , большие или равные – правее точки , включая саму точку.

Тогда выделенные красной дугой аргументы отвечают тому условию, что  .

Пример 3.

Решить неравенство:

Решение:

Отмечаем на оси синусов

Все значения , большие или равные – выше точки , включая саму точку.

«Транслируем» выделенные точки на тригонометрический круг:

 

Пример 4.

Решить неравенство:

Решение:

Кратко:

или все , кроме

Пример 5.

Решить неравенство:

Решение:

Неравенство равносильно уравнению , так как область значений функции –

Пример 6.

Решить неравенство:

Решение:

Действия  – аналогичны применяемым в примерах выше. Но дело мы имеем не с табличным значением синуса.

Здесь, конечно, нужно знать определение арксинуса.

Если не очень понятно, загляните сюда –>+ показать

Согласны с таким вариантом (одним из) названия углов, соответствующих тому, что синус в них равен

А теперь мы должны позаботиться о том, чтобы правый конец промежутка, являющего собой решение неравенства, был бы больше левого конца.

Поэтому

Тренируемся в решении простейших тригонометрических неравенств

Имейте ввиду, решения (ответы) к одному и тому же неравенству могут выглядеть по-разному, неся один и тот же смысл собою. Например, в задании 2 ответ можно было записать и так:

 

1. Решить неравенство:

Ответ: + показать

2. Решить неравенство:

Ответ: + показать

3. Решить неравенство:

Ответ: + показать

4. Решить неравенство:

Ответ: + показать

5. Решить неравенство:

Ответ: + показать


Часть 2
Если у вас  есть  вопросы, – пожалуйста, – спрашивайте!

egemaximum.ru

Тригонометрические неравенства. Разбор и примеры решения

Неравенства – это соотношения вида a › b, где a и b – есть выражения, содержащие как минимум одну переменную. Неравенства могут быть строгими — ‹, › и нестрогими — ≥, ≤.

Тригонометрические неравенства представляют собой выражения вида: F(x) › a, F(x) ‹ a, F(x) ≤ a, F(x) ≥ a, в которых F(x) представлено одной или несколькими тригонометрическими функциями.

Простейшие тригонометрические неравенства

Примером простейшего тригонометрического неравенства является: sin x ‹  1/2. Решать подобные задачи принято графически, для этого разработаны два способа.

Способ 1 — Решение неравенств с помощью построения графика функции

Чтобы найти промежуток, удовлетворяющий условиям неравенство sin x ‹ 1/2, необходимо выполнить следующие действия:

  1. На координатной оси построить синусоиду y = sin x.
  2. На той же оси начертить график числового аргумента неравенства, т. е. прямую, проходящую через точку ½ ординаты ОY.
  3. Отметить точки пересечения двух графиков.
  4. Заштриховать отрезок являющийся, решением примера.

Когда в выражении присутствуют строгие знаки, точки пересечения не являются решениями. Так как наименьший положительный период синусоиды равен 2π, то запишем ответ следующим образом:

Если знаки выражения нестрогие, то интервал решений необходимо заключить в квадратные скобки — [ ]. Ответ задачи можно также записать в виде очередного неравенства: 

Способ 2 — Решение тригонометрических неравенств с помощью единичной окружности

Подобные задачи легко решаются и с помощью тригонометрического круга. Алгоритм поиска ответов очень прост:

  1. Сначала стоит начертить единичную окружность.
  2. Затем нужно отметить значение аркфункции аргумента правой части неравенства на дуге круга.
  3. Нужно провести прямую проходящую через значение аркфункции параллельно оси абсциссы (ОХ).
  4. После останется только выделить дугу окружности, являющуюся множеством решений тригонометрического неравенства.
  5. Записать ответ в требуемой форме.

Разберем этапы решения на примере неравенства sin x › 1/2.  На круге отмечены точки α и β – значения

Точки дуги, расположенные выше α и β, являются интервалом решения заданного неравенства.

Если нужно решить пример для cos, то дуга ответов будет располагаться симметрично оси OX, а не OY. Рассмотреть разницу между интервалами решений для sin и cos можно на схемах приведенных ниже по тексту.

Графические решения для неравенств тангенса и котангенса будут отличаться и от синуса, и от косинуса. Это обусловлено свойствами функций.

Арктангенс и арккотангенс представляют собой касательные к тригонометрической окружности, а минимальный положительный период для обеих функций равняется π. Чтобы быстро и правильно пользоваться вторым способом, нужно запомнить на какой из оси откладываются значения sin, cos, tg и ctg.

Касательная тангенс проходит параллельно оси OY. Если отложить значение arctg a на единичном круге, то вторая требуемая точка будет расположено в диагональной четверти.  Углы

 являются точками разрыва для функции, так как график стремится к ним, но никогда не достигает.

В случае с котангенсом касательная проходит параллельно оси OX, а функция прерывается в точках π и 2π.

Сложные тригонометрические неравенства

Если аргумент функции неравенства представлен не просто переменной, а целым выражением содержащим неизвестную, то речь уже идет о сложном неравенстве. Ход и порядок его решения несколько отличаются от способов описанных выше. Допустим необходимо найти решение следующего неравенства:

Графическое решение предусматривает построение обычной синусоиды y = sin x по произвольно выбранным значениям x. Рассчитаем таблицу с координатами для опорных точек графика:

В результате должна получиться красивая кривая.

Для простоты поиска решения заменим сложный аргумент функции

Пересечение двух графиков позволяет определить область искомых значений, при которых выполняется условие неравенства.

Найденный отрезок является решением для переменной t:

Однако, цель задания найти все возможные варианты неизвестной x:

Решить двойное неравенство достаточно просто, нужно перенести π/3 в крайние части уравнения и произвести требуемые вычисления:

Ответ на задание будет выглядеть как интервал для строгого неравенства:

Подобные задачи потребует опыта и сноровки учащихся в обращении с тригонометрическими функциями. Чем больше тренировочных заданий будет решено в процессе подготовке, тем проще и быстрее школьник найдет ответ на вопрос ЕГЭ теста.

Похожие статьи

Рекомендуем почитать:

karate-ege.ru

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *