Задача 563891. Вычисление значений тригонометрических выражений

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 71.2.7 Синус и косинус двойного угла1.4.4 Преобразования тригонометрических выражений

Найдите значение выражения: 4 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента косинус в квадрате дробь: числитель: 15 Пи , знаменатель: 8 конец дроби минус 2 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента .

В подтеме 31 задач
Разбор
Главная идея: Свернуть выражение в скобках по формуле косинуса двойного угла, привести аргумент косинуса к табличному значению с помощью периодичности и чётности, затем перемножить.

Шаг 1: Вынесем общий множитель

42cos215π822=22(2cos215π81)4\sqrt{2}\cos^2\frac{15\pi}{8} - 2\sqrt{2} = 2\sqrt{2}\left(2\cos^2\frac{15\pi}{8} - 1\right)

Вынимаем 222\sqrt{2} из обоих слагаемых, чтобы выявить нужную структуру.

Шаг 2: Применим формулу косинуса двойного угла

Формула: 2cos2α1=cos2α2\cos^2\alpha - 1 = \cos 2\alpha

22(2cos215π81)=22cos15π42\sqrt{2}\left(2\cos^2\frac{15\pi}{8} - 1\right) = 2\sqrt{2}\cos\frac{15\pi}{4}

Угол удвоился: 215π8=15π42 \cdot \frac{15\pi}{8} = \frac{15\pi}{4}.

Шаг 3: Приведём угол к стандартному диапазону

15π4=16ππ4=4ππ4\frac{15\pi}{4} = \frac{16\pi - \pi}{4} = 4\pi - \frac{\pi}{4}

Так как косинус имеет период 2π2\pi, то cos(4ππ4)=cos(π4)\cos\left(4\pi - \frac{\pi}{4}\right) = \cos\left(-\frac{\pi}{4}\right)

Шаг 4: Используем чётность косинуса

cos(π4)=cosπ4\cos\left(-\frac{\pi}{4}\right) = \cos\frac{\pi}{4}

Косинус — чётная функция.

Шаг 5: Подставим табличное значение

cosπ4=22\cos\frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2}

Шаг 6: Вычислим итоговое произведение

2222=2222=222=22\sqrt{2} \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = 2 \cdot \frac{\sqrt{2} \cdot \sqrt{2}}{2} = 2 \cdot \frac{2}{2} = 2

Типичные ошибки

  • Забыли вынести общий множитель перед применением формулы двойного угла
  • Ошибка при приведении угла к стандартному виду: неправильно вычли 2π2\pi из аргумента
  • Неверно применили формулу косинуса двойного угла или спутали знаки в формуле

Ещё задачи этой подтемы