§ 3. РЕШЕНИЕ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ НЕРАВЕНСТВ ВИДА tg(х) > a, tg(х) < a
СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
1. Для решения простейших тригонометрических неравенств вида используют единичную окружность или график функции
2. Важно знать, что:
Тангенс не существует, если
УПРАЖНЕНИЯ С РЕШЕНИЯМИ
Решить неравенство:
Решение. Введем новую переменную, т. е. обозначим через а, тогда данное неравенство примет вид
Построим единичную окружность и проведем линию тангенсов, которая является касательной к окружности в точке (1; 0).
Так как — решение неравенства то ордината точки
Рис. 170
Т линии тангенсов, равная , должна быть больше или равна такие точки лежат на луче (рис. 170).
Точки единичной окружности, соответствующие точкам , образуют дугу, выделенную на рисунке 170. Для точек этой дуги и выполняется неравенство
Чтобы получить все решения неравенства достаточно к концам указанного промежутка прибавить период тангенса, получим:
Так как
Функция определена, если
Это обстоятельство надо учитывать при окончательной записи ответа неравенства, которое решается.
Введем новую переменную Тогда данное неравенство можно записать в виде
Мы получили квадратное неравенство. Корнями квадратного трехчлена являются . Тогда по формуле разложения квадратного трехчлена на множители имеем:
Решим это неравенство методом интервалов. Решением являются (рис. 171).
Рис. 171
Рис. 172
Рис. 173
Возвращаясь к функции получим:
Эти два неравенства нам и предстоит теперь решить. Неравенство мы уже решили в предыдущем примере. Ответ его известен.
Чтобы решить неравенство воспользуемся единичной окружностью (рис. 172). Нашему неравенству -удовлетворяют все точки линии тангенсов, ординаты которых меньше Этому условию удовлетворяют все точки дуги единичной окружности, выделенной на рисунке 172. Для точек этой дуги выполняется неравенство
В силу периодичности функции чтобы получить все решения неравенства — достаточно к концам этого промежутка прибавить период тангенса. Получим:
Решением данного неравенства являются:
Построим на единичной окружности дуги, тангенс которых равен —1 (рис. 173).
Концы искомых дуг — точки дуги за исключением точки
В, так как при функции не существует. Следовательно,
Учитывая периодичность функции ответ неравенства (1) запишем в виде
ДИДАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
(см. скан)