Какие корни у уравнения tg x = tg 3x * tg 5x * tg 7x при -pi/14< x<+pi/14?







+2 +/-

По возможности аналитически, а не через эксель

Профиль пользователя Stay Спросил: Stay  (рейтинг 7547) Категория: наука и техника

Ответов: 5

2 +/-
Лучший ответ

Сразу оговорка, полностью не развязал. Данное уравнение эквивалентно полиному 15-той степени (по прикидке). При разложении тангенса двойного и тройного аргумента, а так же используя формулу сложения аргументов тангенса у меня получилось что максимальная степень для tg(3x) -> (tg(x))^3; tg(5x)->(tg(x))^5; tg(7x)->(tg(x))^7.

Поскольку эти тангенсы перемножаются то максимальная степень всего уравнения будет (tg(x))^(3+5+7) = (tg(x))^15.

Отсюда видно, что уравнение имеет 15 корней, а поскольку тангенс - циклицеская ф-ция с циклом n*k, то точнее сказать 15 корней на промежутке (n-1)*k и n*k.

Уравнение пока не сложилось (где-то напутал с коэффициентами).

Что касается отрезка (-pi/14;pi/14) - то можно сказать, что на этом отрезке ф-ция f(x)=tg3x*tg5x*tg7x-tgx - непрерывна, причем с одной стороны значения отрицательны, с другой положительны. Отсюда вывод, что как минимум один корень на этом отрезке есть. Очевидный корень - 0.

Исследуя функцию на знак в округе корня 0 (границы ф-ции при x-> -0 и x-> +0) заметил, что знак ф-ции меняется. Получается, что знак ф-ции на отрезке (-pi/14;pi/14) меняется (-,+,-,+). Отсюда делаю вывод, что на этом отрезке корней минимум 3.

А вот какие корни - это надо развязать уравнение 15-той степени и посмотреть, какие из них лежат на заданном отрезке.

Написав программку которая ищет приближённое значение корня заданной ф-ции на отрезке (-pi/14;0) методом деления пополам отрезка и нахождения знака ф-ции на каждом конце отрезка, а потом, соответственно, поделив отрезок на котором наблюдается смена знака ещё на 2 и так до некоторой точности получил значение -0,087 радиан. Соответственно и 0,087 радиан. Или, если удобней, приблизительно -pi/36 и pi/36; В градусной мере приблизительно - 5 градусов (4,9847 градуса точнее).

Как-то так.

Ответил на вопрос: Alopecias  
2 +/-

Для того, чтобы снять все вопросы про количество корней >1

Ответил на вопрос: Overnight  
1 +/-

То, то х=0 есть единственное решение, доказывается аналитически без Вольфрама и Экселя. Просто ВНИМАТЕЛЬНО прочитайте задачку: найти корни надо не на промежутке от 0 до 90, а на промежутке от -пи/14 до +пи/14. Где и левая, и правая часть уравнения есть монотонные функции. Что интересно, и производные от обеих частей тоже функции монотонные (надеюсь, взять производные от обеих частей струда не составит). А стало быть, правая часть на рассматриваемом промежутке растёт по абсолютной величине быстрее, чем левая. То есть расхождение между ними по мере удаления от точки х=0 будет только нарастать.

Ну а что там делается вне указанного промежутка - по фигу.

Ответил на вопрос: Richman  
1 +/-

На первый взгляд, не решая, ответ единственный и очевидный: x = 0

И Вольфрам Альфа это подтверждает, ближайшие к 0 корни: +-pi/4 и +-3pi/4, не попадают в промежуток (-pi/14; pi/14).

Ответил на вопрос: Jerrie  
0 +/-

Вначале все тангенсы превращаем в синусы-косинусы. Синус и косинус 3х расписываем по формуле тройного угла

sin x / cos x = [sin x (3 - 4 sin^2 x) / (cos x (4 cos^2 x - 3))] *(sin 5x sin 7x)/(cos 5x cos 7x)

сокращаем на sin x / cos x, при этом не забываем про корень sin x = 0 => x = pi m

произведения функций 5х и 7х преобразовываем в соответствующие суммы

1 = [ (3 - 4 sin^2 x) / (4 cos^2 x - 3)] *[(cos 2 x - cos 12x)/(cos 2x + cos 12 x)]

квадраты синуса и косинуса икс выражаем через cos 2x

1 = [(1 + 2 cos 2x)/(2 cos 2x - 1) ]*[(cos 2 x - cos 12x)/(cos 2x + cos 12 x)]

(cos 2x - 1/2) / (cos 2x + 1/2) = (cos 2 x - cos 12x)/(cos 2x + cos 12 x)

приводим к общему знаменателю

cos^2 2x - 1/2 cos 2x - 1/2 cos 12 x + cos 2x cos 12 x = cos^2 2x - cos 2x cos 12 x + 1/2 cos 2x - 1/2 cos 12 x

собираем подобные члены

2 cos 2x cos 12 x = cos 2x

обнаруживаем корни

cos 2x = 0 => 2x = +- pi/2 + 2 pi m => x = pi/4 + pi n

cos 12 x = 1/2 => 12 x = +-pi/3 + 2 pi m => x = +- pi/36 + pi k / 12

Ответил на вопрос: Thieves  

Похожие вопросы

Спросил
6 Отв.
Почему учительница не разрешает детям считать на пальцах?
Ответ: Ученые из Стэнфорда представили результаты исследования о важности визуализации при преподавании и обучении математики. В исследовании использовали опыт работы со слабоуспевающими школьниками 7-8 кла ... Читать далее...
Автор вопроса: Lowish, в категории | | | | |
Спросил Lowish
2 Отв.
Сколько будет 2+2?
Ответ: Поскольку не сказано, что с чем складывается, то ответы могут быть разные. Если речь идет о числах - то ответ будет 4. А вот если сложить два дерева и двух дровосеков, которые эти деревья пилят - то ... Читать далее...
Автор вопроса: Backflow, в категории | |
Спросил Backflow
2 Отв.
Как вычесть из числа процент?
Ответ: Если нужно вычесть из числа процент, то нужно первое число разделить на 100, а затем из первого числа вычесть второе число, то есть частное. Если второе число задано количеством n %, значит частное н ... Читать далее...
Автор вопроса: Oorie, в категории |
Спросил Oorie
2 Отв.
Как определить поправку на прицеливание при стрельбе по мишени?
Ответ: Вы так и не хотите чётко формулировать задачи. Во-первых, винтовка не точка. И расстояние "от винтовки" неопределённое. Наверное нужно было сказать более определённо "расстояние от выходного конца ст ... Читать далее...
Автор вопроса: Chronon, в категории | |
Спросил Chronon
1 Отв.
Обязательно ли найдутся три команды (см. подробности)?
Ответ: Может и можно подобрать варианты, когда найдутся, но есть один, при котором такое исключено. То есть ответ: необязательно . Команда с номером 1 сыграла с командами под номерами от 3 до 8. Команда ... Читать далее...
Автор вопроса: Binode, в категории | | |
Спросил Binode
2 Отв.
Может ли средний рост школьников увеличиться?
Ответ: Задача про средний рост похожа почти на задачу о средней температур по больнице. Но тем не менее: Вариант 1)Перешедший из 9"А" в 9"Б" ученик был выше среднего роста учеников 9"Б". Тогда и средний пока ... Читать далее...
Автор вопроса: Schrank, в категории | | |
Спросил Schrank
1 Отв.
ГДЗ по математике где найти?
Ответ: Gdz4you.com , alldz.net , vshkole.com много таких сайтов , сам с gdz4you.com списую все четко!! ... Читать далее...
Автор вопроса: Ormond, в категории | |
Спросил Ormond
4 Отв.
Какое проверочное слово к слову математика?
Ответ: Математика, первая безударная гласная буква а не проверяется, и по этому принципу слово математика относится к словарным словам, написание которых нужно ... Читать далее...
Автор вопроса: Angeleyes, в категории | |