Тег #уравнения сбросить

Метод интервалов (универсальный)

Алгоритм:

1. Шаг 1. Найти нули подмодульных выражений.
   Для каждого выражения, стоящего под знаком модуля, решаем уравнение выражение = 0. Полученные числа называются критическими точками.

   Шаг 2. Отметить критические точки на числовой оси.
   Они разбивают всю числовую прямую на несколько промежутков.

   Шаг 3. Определить знаки подмодульных выражений на каждом промежутке.
   Берем пробную точку из каждого промежутка и подставляем в каждое подмодульное выражение, чтобы узнать его знак (плюс или минус).

   Шаг 4. Раскрыть модули на каждом промежутке в соответствии со знаками.
   Если выражение положительно на промежутке, модуль убираем без изменений; если отрицательно — убираем с заменой знака всего выражения (т.е. умножаем его на -1).

   Шаг 5. Решить полученное уравнение (уже без модулей) на каждом промежутке.
   Полученный корень должен принадлежать тому промежутку, для которого мы решали уравнение. Если корень не попадает в промежуток — он отбрасывается.

   Шаг 6. Объединить все подходящие корни.

Пример 3

Пример 4

Пример 5

Дополнительно

1. ЕГЭ. Уравнения и неравенства, содержащие модули: https://doroga-v-shkolu.ru/images/dokumenty/200/061.pdf

2. Галеев Э.М.Подготовка к вступительным экзаменам по математике в МГУ и ЕГЭ (типы задач и методы их решений). Часть 1. Рациональные неравенства (метод интервалов). Уравнения высших степеней. Уравнения и неравенства с модулем. Изд. 10-е, дополненное. Издательство “Попечительский совет механико-математического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова”. 2012. - 64 c.: https://autobuy.clan.su/0Yagubov/larin/10041Z_Yagubov.RU.pdf

3. Рисберг В. Г. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ГРАФИКОВ ФУНКЦИЙ ПРИ РЕШЕНИИ УРАВНЕНИЙ И НЕРАВЕНСТВ, СОДЕРЖАЩИХ МОДУЛЬ (ЧАСТЬ I): Учебное пособие под общей ред. И.Ю. Черниковой; ФГБОУ ВПО ПНИПУ/ В.Г. Рисберг; – Пермь: Издательство «Пушка», 2015. – 56 с.: http://genius.pstu.ru/joomla/files/methodological/tutorial_4.pdf
   Рисберг В. Г., Черникова И. Ю. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ГРАФИКОВ
   ФУНКЦИЙ ПРИ РЕШЕНИИ УРАВНЕНИЙ И НЕРАВЕНСТВ, СОДЕРЖАЩИХ МОДУЛЬ (ЧАСТЬ II): Учебное пособие / ФГБОУ ВПО ПНИПУ/ В. Г. Рисберг, И. Ю. Черникова; Издательство «Пушка» – Пермь: 2015. – 66 с.: http://genius.pstu.ru/joomla/files/methodological/tutorial_5.pdf

4. Самаров К.Л. Уравнения и неравенства с модулями: https://www.resolventa.ru/data/metodsch/absvalue.pdf

5. Шахмейстер А. Х. - Уравнения - 2011.pdf

6. Элементарная математика. Уравнения и неравенства с модулем: учеб. пособие / А.В. Фирер, Е.Н. Яковлева, А.П. Елисова, Т.В. Захарова; отв. ред. Н.К. Игнатьева. – Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2020.– 113 с.: https://lpi.sfu-kras.ru/files/page_files/posobi_uravneniya_i_neravenstva_s_modulem.pdf

7. И. В. Яковлев. Уравнения с модулем: https://mathus.ru/math/modulur.pdf

8. И. В. Яковлев. Уравнения и неравенства с модулем: https://ege-study.ru/wp-content/uploads/pdf-materials/modul.pdf

Подробнее

Общий алгоритм

Решение уравнений с параметрами — это задача, в которой уравнение содержит неизвестное число (параметр), влияющий на количество и вид решений.

Параметр — не переменная, которую нужно найти, а числовое значение, которое может принимать разные значения и влияет на корни уравнения

Типичные задачи с параметрами

• Найти все значения параметра, при которых уравнение имеет 0, 1 или 2 корня (чаще всего для квадратных уравнений с параметром).

• Определить области значений параметров, при которых выполняется некоторое неравенство.

• Решение систем уравнений с параметрами и поиск условий существования корней.

• Задачи с ограничениями на вид решений, например, на целочисленность корней.

• Задачи, где параметр входит в формулу функции (например, семейство графиков функций).

Основные методы решения

1. Аналитический — применение алгебраических преобразований, в том числе использование дискриминанта для квадратных уравнений, учёт области допустимых значений (ОДЗ), теоремы Виета, системы уравнений с неизвестными и параметром.

2. Графический метод — построение графиков функций или уравнений при разных значениях параметра, определение количества пересечений с осью Ox или другой вспомогательной функцией.

3. Методы с использованием свойств функций — монотонность, чётность, периодичность, областей значений, а также геометрические методы и условия касания (например, чтобы уравнение имело единственный корень).

4. Метод областей и метод оценки — анализ на основе разбиения множества значений параметра, чтобы понять характер решений и выбрать подходящие интервалы.

1. Линейные уравнения с параметром

2. Квадратные уравнения с параметром

Пример 1

Пример 2

3. Дробно-рациональные уравнения

Пример

4. Иррациональные уравнения

При решении уравнений с параметрами важно:

1. Рассмотреть все возможные значения параметра.

2. Проверить ОДЗ и особые случаи (например, когда коэффициент при старшей степени обращается в ноль).

3. Записать ответ в зависимости от параметра.

Часто при решении алгебраических задач бывает удобно заменить переменную (или переменные, если их несколько) тригонометрической функцией и свести тем самым алгебраическую задачу к тригонометрической.

Алгоритм решения

1. Найти ОДЗ уравнения.

2. Выбрать подстановку исходя из вида иррациональности и ОДЗ.

3. Подставить тригонометрическую функцию вместо переменной.

4. Упростить уравнение, используя тригонометрические тождества.

5. Решить полученное тригонометрическое уравнение.

6. Отобрать корни в пределах выбранного промежутка для угла.

7. Вернуться к исходной переменной.

8. Проверить корни (если были неравносильные преобразования).

Важные замечания

• Всегда учитывайте область значений тригонометрических функций.

• Следите за промежутком для угла — он должен обеспечивать однозначность замены.

• При раскрытии модулей учитывайте знак функции на выбранном промежутке.

• После решения проверяйте корни, особенно если использовались неравносильные преобразования.

Дополнительно

1. Элементарная математика: общие методы решения уравнений и неравенств [Электронный ресурс] / Р.Ф. Ахвердиев, Е.А. Турилова, А.А. Евсеева и др. – Электрон. текстовые дан. (1 файл: 778 Кб). – Казань: Издательство Казанского университета, 2021. – 61 с. – Систем. требования: Adobe Acrobat Reader. – Режим доступа: https://kpfu.ru/portal/docs/F_360608299/Elementarnaya.matematikaobshhie.metody.resheniya.uravnenij.i.neravenstv.pdf

2. Вовк, Л.П. В61 Алгебраические и иррациональные уравнения. Теория, методы, алгоритмы решения: учеб. пособие для обучающихся общеобразовательных организаций и учреждений дополнительного образования / Л.П. Вовк; «ДОНМАН». - Донецк: ДОНМАН, 2020. – 154 с.: https://donman.donntu.ru/sites/default/files/matematika_vovk_l.p.pdf

3. Шахмейстер А. Х. - Иррациональные уравнения и неравенства - 2011.pdf

4. И. В. Яковлев. Иррациональные уравнения и системы: https://mathus.ru/math/irrurs.pdf

При решении неравенств и уравнений часто используются следующие равносильные переходы

Дополнительно

Математика: задание №1 для 10-х классов (2017 – 2018 учебный год), 2017, 26 с.: https://autobuy.clan.su/0Yagubov/25/5724Z.pdf

Дополнительно

Галеев Э.М., Галеева А.Э. Подготовка к вступительным экзаменам по математике в МГУ и ЕГЭ (типы задач и методы их решений). Тригонометрия. ссылка

Уравнения вида:

sin(-kx) = a, cos(-mx) = b, tg(-nx) = c

или

sin(-x + b) = a, cos(-x - π/3) = c

Ключевой принцип: используем чётность/нечётность тригонометрических функций.

Свойства чётности

Запомним:

• sin(-t) = -sin t → нечётная

• cos(-t) = cos t → чётная

• tg(-t) = -tg t → нечётная

• ctg(-t) = -ctg t → нечётная

Простейшие случаи

Пример 1: sin(-x) = 1/2

Пример 2: cos(-x) = 1/2

Важно: Минус просто исчез!

Пример 3: sin(-3x + π/4) = √2/2

Общий алгоритм:

1. Сделать замену: t = (выражение с x)
2. Решить простое уравнение: sin t = a или cos t = a
3. Вернуться к старой переменной: (выражение с x) = t
4. Решить полученное уравнение относительно x

Пример 1: sin 2x = √3/2

Шаг 1: Замена

Предположим, что t = 2x
Тогда уравнение становится: sin t = √3/2

Знаем, что sin(π/3) = √3/2 и sin(2π/3) = √3/2
Общее решение:

t = π/3 + 2πn, n ∈ ℤ
t = 2π/3 + 2πn, n ∈ ℤ

Шаг 2: Решаем

2x = π/3 + 2πn или 2x = 2π/3 + 2πn

x = π/6 + πn, n ∈ ℤ
x = π/3 + πn, n ∈ ℤ

Ответ:
x = π/6 + πn или x = π/3 + πn, n ∈ ℤ

Пример 2: tg(3x - π/6) = 1

1. 3x - π/6 = π/4 + πn

2. 3x = π/4 + π/6 + πn = 3π/12 + 2π/12 + πn = 5π/12 + πn

3. x = 5π/36 + πn/3, n ∈ ℤ