Quảng cáo
2 câu trả lời 295
Để tìm số nghiệm của phương trình \(2\tan x - 2\cot x - 3 = 0\) trong khoảng \((- \frac{\pi}{2}, \pi)\), ta làm theo các bước sau:
### Bước 1: Chuyển đổi \(\cot x\) thành \(\tan x\)
Biết rằng \(\cot x = \frac{1}{\tan x}\), ta thay vào phương trình:
\[
2\tan x - 2\cot x - 3 = 0
\]
\[
2\tan x - 2 \cdot \frac{1}{\tan x} - 3 = 0
\]
Đặt \(t = \tan x\), thì phương trình trở thành:
\[
2t - \frac{2}{t} - 3 = 0
\]
### Bước 2: Giải phương trình đối với \(t\)
Nhân cả phương trình với \(t\) để loại bỏ phân số:
\[
2t^2 - 2 - 3t = 0
\]
Sắp xếp lại:
\[
2t^2 - 3t - 2 = 0
\]
### Bước 3: Giải phương trình bậc hai
Áp dụng công thức nghiệm của phương trình bậc hai \(at^2 + bt + c = 0\):
\[
t = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
\]
Ở đây \(a = 2\), \(b = -3\), và \(c = -2\). Thay vào công thức:
\[
t = \frac{3 \pm \sqrt{(-3)^2 - 4 \cdot 2 \cdot (-2)}}{2 \cdot 2}
\]
\[
t = \frac{3 \pm \sqrt{9 + 16}}{4}
\]
\[
t = \frac{3 \pm \sqrt{25}}{4}
\]
\[
t = \frac{3 \pm 5}{4}
\]
Tính toán nghiệm:
\[
t = \frac{3 + 5}{4} = 2 \quad \text{và} \quad t = \frac{3 - 5}{4} = -\frac{1}{2}
\]
### Bước 4: Tìm nghiệm của \( \tan x \)
Vậy chúng ta có hai giá trị của \(\tan x\):
\[
\tan x = 2 \quad \text{và} \quad \tan x = -\frac{1}{2}
\]
### Bước 5: Tính số nghiệm trong khoảng \((- \frac{\pi}{2}, \pi)\)
- **Với \(\tan x = 2\)**:
Hàm \(\tan x\) có chu kỳ \(\pi\), nên nghiệm trong khoảng \((- \frac{\pi}{2}, \pi)\) là:
\[
x = \tan^{-1}(2) + k\pi
\]
Với \(k = 0\):
\[
x = \tan^{-1}(2) \quad \text{(nằm trong khoảng)}
\]
Với \(k = -1\):
\[
x = \tan^{-1}(2) - \pi
\]
Nghiệm này nằm trong khoảng \((- \frac{\pi}{2}, \pi)\).
- **Với \(\tan x = -\frac{1}{2}\)**:
Hàm \(\tan x\) có chu kỳ \(\pi\), nên nghiệm trong khoảng \((- \frac{\pi}{2}, \pi)\) là:
\[
x = \tan^{-1}\left(-\frac{1}{2}\right) + k\pi
\]
Với \(k = 0\):
\[
x = \tan^{-1}\left(-\frac{1}{2}\right) \quad \text{(nằm trong khoảng)}
\]
Với \(k = 1\):
\[
x = \tan^{-1}\left(-\frac{1}{2}\right) + \pi
\]
Nghiệm này nằm trong khoảng \((- \frac{\pi}{2}, \pi)\).
### Kết luận
Với mỗi giá trị của \(\tan x\) (2 và -\(\frac{1}{2}\)), có hai nghiệm nằm trong khoảng \((- \frac{\pi}{2}, \pi)\). Tổng cộng, số nghiệm của phương trình trong khoảng \((- \frac{\pi}{2}, \pi)\) là **4**.
1. Biến đổi phương trình:
\[
2\tan x - 2\cot x - 3 = 0
\]
Đặt \(y = \tan x\), ta có:
\[
2y - \frac{2}{y} - 3 = 0
\]
Nhân cả hai vế với \(y\) (với điều kiện \(y \neq 0\)):
\[
2y^2 - 3y - 2 = 0
\]
2. Giải phương trình bậc hai:
Phương trình \(2y^2 - 3y - 2 = 0\) có nghiệm:
\[
y = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
\]
Với \(a = 2\), \(b = -3\), \(c = -2\), ta có:
\[
\Delta = (-3)^2 - 4 \cdot 2 \cdot (-2) = 9 + 16 = 25
\]
\[
y_1 = \frac{3 + \sqrt{25}}{4} = \frac{3 + 5}{4} = 2
\]
\[
y_2 = \frac{3 - \sqrt{25}}{4} = \frac{3 - 5}{4} = -\frac{1}{2}
\]
3. tìm các giá trị \(x\):
Với \(y = \tan x = 2\), ta có:
\[
x = \arctan(2) + k\pi
\]
Với \(y = \tan x = -\frac{1}{2}\), ta có:
\[
x = \arctan\left(-\frac{1}{2}\right) + k\pi
\]
Trong khoảng \((- \frac{\pi}{2}, \pi)\), ta kiểm tra từng giá trị \(k\):
- Với \(x = \arctan(2)\), ta có \(x \approx 1.107\). Giá trị này thuộc khoảng \((- \frac{\pi}{2}, \pi)\).
- Với \(x = \arctan\left(-\frac{1}{2}\right)\), ta có \(x \approx -0.464\). Giá trị này cũng thuộc khoảng \((- \frac{\pi}{2}, \pi)\).
- Xét \(x = \arctan(2) + \pi \approx 1.107 + \pi \approx 4.249\), giá trị này không thuộc khoảng \((- \frac{\pi}{2}, \pi)\).
vay trong khoảng \((- \frac{\pi}{2}, \pi)\), phương trình có 2 nghiệm.
=> Phương trình \(2\tan x - 2\cot x - 3 = 0\) có 2 nghiệm thuộc khoảng \((- \frac{\pi}{2}, \pi)\).
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
136420 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
73271 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
48321
