Задача 27998. Тригонометрические уравнения и неравенства

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 9Тригонометрические уравнения и неравенства2.1.4 Тригонометрические уравнения

Мяч бросили под углом  альфа к плоской горизонтальной поверхности земли. Время полeта мяча (в секундах) определяется по формуле t = дробь: числитель: 2 v _0 синус альфа , знаменатель: g конец дроби . При каком значении угла  альфа (в градусах) время полeта составит 3 секунды, если мяч бросают с начальной скоростью  v _0= 30 м/⁠с? Считайте, что ускорение свободного падения g=10 м/с в квадрате .

В подтеме 16 задач
Разбор
Главная идея: Подставить числовые значения в формулу и решить простое тригонометрическое уравнение sinα=12\sin\alpha = \frac{1}{2}, выбрав корень из физически допустимого диапазона углов броска.

Подставим известные значения в формулу времени полета. Дано: t=3t = 3 с, v0=30v_0 = 30 м/с, g=10g = 10 м/с².

230sinα10=3\frac{2 \cdot 30 \cdot \sin\alpha}{10} = 3

Упростим левую часть, разделив числитель на знаменатель:

60sinα10=3\frac{60\sin\alpha}{10} = 3

6sinα=36\sin\alpha = 3

Разделим обе части на 6:

sinα=12\sin\alpha = \frac{1}{2}

Теперь найдём угол. В диапазоне от 0° до 90° (физически допустимые углы для броска) синус равен 1/2 только при одном значении:

α=30°\alpha = 30°

Проверка: sin30°=0,5\sin 30° = 0{,}5, поэтому t=2300,510=3010=3t = \frac{2 \cdot 30 \cdot 0{,}5}{10} = \frac{30}{10} = 3 с. ✓

Типичные ошибки

  • Забыть упростить дробь перед решением уравнения и ошибиться в вычислениях
  • Выбрать угол 150° вместо 30°, не учитывая ограничение 0°<α<90°0° < \alpha < 90°
  • Неправильно применить формулу сокращённого умножения или перепутать порядок действий при подстановке

Ещё задачи этой подтемы