سرفصل‌های این مبحث

مثلثات

مثلثات و حل معادلات جبری

آخرین ویرایش: 30 آبان 1403
دسته‌بندی: مثلثات
امتیاز:

به کمک اتحادهای مثلثاتی و روابط بین نسبت‌های مثلثاتی کمان‌ها، می‌توان بعضی از معادلات جبری را حل کرد و جواب‌ها را با تقریب کافی به‌دست آورد.

این روش که اغلب بر روش تحلیلی (تعیین ریشه‌های معادله از راه رسم منحنی) برتری دارد، به‌سهولت و سرعت حل مساله کمک می‌کند و چون جواب‌های مساله به‌صورت مضربی از یک نسبت مثلثاتی به‌دست می‌آید.

با استفاده از جدول مقادیر مثلثاتی کمان‌ها، تعیین مقادیر عددی ریشه‌های معادله به آسانی مسیر می‌شود.

تمرین

مطلوب است حل معادلات زیر:

x3+p x+q=0

فرض کنیم x=λ cos α  ,  λ≠0:

⇒λ cos α3+p λ cos α+q=0

⇒λ3 cos α3+p λ cos α+q=0⇒cos3α+pλ2cos α+qλ3=0


یادآوری می‌کنیم که:

cos 3 α=4 cos3α−3 cos α⇒cos3α−34cos α−14cos 3 α=0


cos3α+pλ2cos α+qλ3=0cos3α−34cos α−14cos 3 α=0


pλ2=−34⇒λ=±2−p3

qλ3=−14cos 3 α⇒cos 3 α=− 4 qλ3⇒cos 3 α=−4 q±83−p−p3⇒cos 3 α=3 q±2 p−p3


حالا اگر φ کوچک‌ترین کمان مثبتی باشد که برای آن cos φ=3 q2 p−p3 بشود، داریم:

cos 3 α=3 q±2 p−p3⇒cos 3 α=cos φ⇒3α=2 k π±φ⇒α=23 k π±φ3


که جواب‌های محصور بین 0 و 2π برای α چنین است:

φ3  , − φ3  ,2 π3+φ3  ,  2 π3−φ3  ,  4 π3+φ3  ,  4 π3−φ3  ,  2 π−φ3


اما با توجه به رابطه cos2 π−θ=cos θ، شش قوس بالا دو‌به‌دو کسینوس‌های مساوی دارند و جواب‌های معادله x3+p x+q=0 به‌صورت زیر به‌دست می‌آید: 

x1=2−p3cosφ3 x2=2−p3cos2 π3−φ3x3=2−p3cos2 π3+φ3

8 x3−6 x=2

معادله را به‌صورت زیر می‌نویسیم:

fx=8 x3−6 x−2=0

f−1=−2+2<0f1=2−2>0  f−1.f1<0


بنابراین معادله مفروض لااقل یک ریشه بین 1 و -1 دارد.

8 x3−6 x=2 ⇒4 x3−3 x=22                           ⇒3 x−4 x3=−22     ;   x=sin α⇒ 3 sin α−4 sin3α=−22⇒sin 3 α=sin−π4 

⇒3 α=2kπ−π4⇒α=23 k π−π123 α=2kπ+π+π4⇒α=23 k π+5 π12  

⇒x=sin23 k π−π12x=sin23 k π+5 π12 


که اگر مقادیر صحیح k را قرار دهیم، سه جواب زیر برای x به‌دست می‌آید:

x1=−sinπ12x2=sin5π12x3=−sinπ4


و این جواب‌ها به‌صورت مقادیر جبری چنین است:

x1=2−64x2=2+64x3=−22

تست‌های این مبحث

تست شماره 1

جواب حقیقی معادله زیر کدام گزینه است؟

16−42x=x2−4+x8−x2

  1. 5−5
  2. 6−6
  3. 7−7
  4. 8−8
مشاهده پاسخ تست بستن

تست شماره 2

المپیاد ریاضی

مقدار عبارت مثلثاتی زیر کدام یک از گزینه می‌باشد؟

sin754∘−sin718∘

  1. 29128
  2. 29127
  3. 29127
  4. 29126
مشاهده پاسخ تست بستن

برای ارسال نظر وارد سایت شوید