سرفصل‌های این مبحث

مثلثات

حدود تغییرات نسبت‌ ها و نامساوی های مثلثاتی

آخرین ویرایش: 28 بهمن 1402
دسته‌بندی: مثلثات
امتیاز:

در این قسمت به معرفی چند نامساوی مثلثاتی اکتفا می‌کنیم. برای توضیحات بیشتر به مبحث نامساوی رجوع کنید.

x:1cosx11sinx1

x:<tanx<+<cotx<+

if  m=tanα

2m1+m2=2tanα1+tan2α=sin2α    ;    1sin2α112m1+m21

1m21+m2=1tan2α1+tan2α=cos2α    ;    1cos2α111m21+m21

دو کسر 2m1+m2 و 1m21+m2 همواره بین -1,1 هستند و به عنوان سینوس و کسینوس یک کمان قابل قبولند.  

2sinx±cosx2

a2+b2asinx+bcosxa2+b2

1<sinx+cosx2    ;    0<x<π2

1<sinxcosx<1    ;    0<x<π2

12sinx.cosx12

12sin4x+cos4x1

14sin6x+cos6x1

0<x<π2:m,nN,m,n2    ;    0<sinmx+cosnx1

اثبات

0<x<π2

0<sinx<10<sinm2x<1m2sinmxsin2x<1

0<cosx<10<cosn2x<1n2cosnxcos2x<1

طرفین نامساوی‌های فوق را در sin2x و cos2x که اعداد مثبتی هستند، ضرب می‌کنیم و جهت نامساوی عوض نمی‌شود:

if   sinmxsin2x<1sin2x.sinmxsin2x<sin2xsinmx<sin2x

if   cosnxcos2x<1cos2x.cosnxcos2x<cos2xcosnx<cos2x

طرفین نامساوی‌های فوق را با هم جمع می‌کنیم:

sinmx+cosnx<sin2x+cos2xsinmx+cosnx<1

0<x<π2  :  m,n>2    ;    1<sinxm+cosxn<2

اثبات

0<x<π20<sinx<1sinxm<10<cosx<1cosxn<1sinxm+cosxn<2    ;    Ι

if   sinx<1sin(1m2)x>1(1m2)sin2x.sin(1m2)x>sin2xsin 1mx>sin2x

if   cosx<1cos(1n2)x>1(1n2)cos2x.cos(1n2)x>cos2xcos 1nx>cos2x


طرفین نامساوی‌های فوق را با هم جمع می‌کنیم:

sin1mx+cos1nx>sin2x+cos2xsin1mx+cos1nx>1sinxm+cosxn>1     ;    ΙΙ

Ι,ΙΙsinxm+cosxn<2sinxm+cosxn>11<sinxm+cosxn<2

1+tanx<2cosx

کمان x در ناحیه اول یا چهارم می‌باشد.

cotx2>1+cotx

کمان x در ناحیه اول یا سوم باشد.

اثبات

cotx2>1+cotx

cotx2>1+cot2x212cotx2

2cot2x2>2cotx2+cot2x21

cot2x22cotx2+1>0

(cotx21)2>0

(cotx21)2>0 همواره برقرار است، بنابراین نامساوی cotx2>1+cotx همواره درست است. 

tanx+cotx2    ;    Ιtanx+cotx2    ;    ΙΙ

در فرمول اولی کمان x در ناحیه اول یا سوم می‌باشد.

در فرمول دومی کمان x در ناحیه دوم یا چهارم می‌باشد.

اثبات

tanα+cotgα2sinαcosα+cosαsinα2sin2α+cos2αsinαcosα21sinαcosα2sinαcosα12

12sinα.cosα12sinα.cosα0

sin2α+cos2α2sinαcosα0

sinα-cosα20

sinα-cosα20 همواره برقرار است، بنابراین نامساوی tanα+cotα2 همواره درست است. 

if  0<x<π2    ;   sinx<x<tanx

if  0<x<π4cosx>sinxcotgx>tanx

if  π4<x<π2sinx>cosxtanx>cotgx

تمرین

المپیاد ریاضی

معادله زیر را حل کنید:

sin50yx50=1

sin50yx50=1


sin50y=x50+1    ;    x500x50+11


یادآوری)

1siny10sin50y1


sin50y=x50+11sin50y1sin50y=1


sin50y=1x50+1=1x50=0x=0


ifsin50y=1

siny=1y=2kπ+π2siny=1y=2kπ+3π2


جواب‌ها برابر است با:

0π2,0,3π2    ;    y0,2,π

تمرین

نامساوی زیر را ثابت کنید:

1sin2x+1cos2x4

1sin2x+1cos2x=cos2x+sin2xsin2x.cos2x    ;    sin2x+cos2x=1


1sin2x+1cos2x=1sin2x.cos2x


1sin2x+1cos2x=4×14×sin2x.cos2x


1sin2x+1cos2x=42sinx.cosx2    ;    sin2x=2sinx.cosx


1sin2x+1cos2x=4sin2x2


1sin2x+1cos2x=4sin22x    ;    sin2x0


0<sin22x1


1sin22x1


4sin22x1×4


1sin2x+1cos2x4

تمرین

المپیاد ریاضی 1393

اگر x,y دو عدد حقیقی باشند به‌طوری که:

sinx+cosy=1

بیش‌ترین مقدار عبارت زیر را بیابید.

siny+cosx

siny+cosx=AA2=siny+cosx2

A2=siny2+cosx2+2siny.cosx    ;    A=sinx+cosy=1

11=siny2+cosy2+2sinx.cosy


از جمع طرفین معادلات اخیر داریم:

A2+1=siny2+cosy2+sinx2+cosx2+2sinycosx+sinxcosy

A2+1=1+1+2sinx+yA2=1+2sinx+y

1sinx+y122sinx+y211+2sinx+y31A23

A23a33A3

تذکر

اگر α<x<β باشد، نمی‌توان از طرفین این نامساوی نسبت مثلثاتی گرفت، بلکه بایستی کمان پیموده شده x را روی دایره مثلثاتی مشخص و کم‌ترین و بیش‌ترین مقدار نسبت مثلثاتی مورد نظر را از α تا β به‌دست آورد.

تمرین

اگر sinx=2m7 باشد، حدود m چيست؟

1sinx1sinx=2m7  12m71

12m71712m7+162m83m4

اگر π6<x<5π6و sinx=2m7 باشد، حدود m چيست؟ 

if    π6<x<5π612<sinx112<2m71

12+7<2m1+7152<2m8154<m4


حدود تغییرات - پیمان گردلو

دریافت مثال

خرید پاسخ‌ها

حدود تغییرات نسبت‌های مثلثاتی و نامساوی‌های مثلثاتی

12,000تومان
خرید فایل PDF مثال ها و جواب ها

برای ارسال نظر وارد سایت شوید