Задание 13 ЕГЭ: тригонометрические уравнения — разные задачи по профильной математике
Задачи (63)
- № 507886а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 500346а) Решите уравнение … б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 519635а) Решите уравнение … б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие промежутку …с ответом
- № 485991а) Решите уравнение … б) Укажите корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 484545а) Решите уравнение … б) Найдите решения уравнения, принадлежащие отрезку ….с ответом
- № 521994а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 522122а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 522094а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 511419а) Решите уравнение: … б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 527386а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 527633а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 529730а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 530455а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 543773а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 548032а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 551499а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие промежутку …с ответом
- № 553829а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие промежутку …с ответом
- № 556585а) Решите уравнение … б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие промежутку …с ответом
- № 559902а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 560429а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 562048а) Решите уравнение … б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 562175а) Решите уравнение … б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 563715а) Решите уравнение … б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 563720а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 620215а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие интервалу …с ответом
- № 620775а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 625312а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 627043а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 627637а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 627924а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 629114а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 630194а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 630216а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 633390а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 634242а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 634873а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 635747а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 636742а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 638901а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 639002а) Решите уравнение … б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 639768а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 640279а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 642157а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 642332а) Решите уравнение … б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 642725a) Решите уравнение … б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 642726a) Решите уравнение … б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 642778a) Решите уравнение … б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 643155а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 645371а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие промежутку …с ответом
- № 647805а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие промежутку …с ответом
- № 652135а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие промежутку …с ответом
- № 655784а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 658422а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 658806а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 672849а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 680457а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 681089а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 681577а) Решите уравнение … б) Найдите корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 692248а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 694272а) Решите уравнение … б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие промежутку …с ответом
- № 696038а) Решите уравнение … б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 701645а) Решите уравнение … б) Найдите корни уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
- № 704184а) Решите уравнение … б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку …с ответом
О чём эта подтема
Задание 13 профильного ЕГЭ по математике почти всегда состоит из двух пунктов: а) нужно решить тригонометрическое уравнение и записать общий ответ с параметром ; б) нужно указать корни, которые попадают в заданный отрезок. Уравнения в этой подтеме собраны «разные» — то есть заранее неизвестно, будет это однородное уравнение, уравнение с формулами приведения, с разложением на множители или комбинация всего перечисленного. Поэтому здесь важна не одна конкретная формула, а гибкость: умение быстро узнать структуру уравнения и свести её к простейшим тригонометрическим уравнениям.
Особенность именно этой подтемы в том, что чаще всего в условии встречаются аргументы вида или , кубы синуса или косинуса, а также произведения и суммы тригонометрических функций. Задача — увидеть за этим "нестандартным" видом обычное уравнение, решаемое разложением на множители, и аккуратно довести решение до числового ответа с проверкой отбора корней.
Что нужно знать
Для решения таких уравнений достаточен ограниченный набор фактов, но применять их нужно точно.
Формулы приведения. Чаще всего используются: Знак и функция определяются по правилу: при сдвиге на функция меняется на кофункцию (синус на косинус и наоборот), а знак берётся по правилу приведения к первой четверти.
Связь тангенса с синусом и косинусом. Любое уравнение с тангенсом требует контроля ОДЗ на каждом шаге.
Основное тождество и формулы двойного угла. Эти формулы часто помогают перейти от или к и решить уравнение через двойной угол.
Общие решения простейших уравнений: Для табличных значений (0, , , , 1) ответы записываются через конкретные углы, а не через арксинус/арккосинус — это стандартная форма ответа в задании 13.
Разложение на множители. Большинство «разных» уравнений сводится к виду , где каждый множитель — простейшее тригонометрическое уравнение. Уравнение верно тогда и только тогда, когда или , при условии, что оба выражения определены (то есть входят в ОДЗ).
Отбор корней на отрезке. Нужно уметь переводить условие « принадлежит отрезку » в неравенство относительно целого параметра и решать это неравенство, а не подбирать корни на глаз.
Как решать: метод и алгоритм
- Найти ОДЗ. Если в уравнении есть тангенс, котангенс или дробь — выписать условие (или ) до начала преобразований.
- Привести всё к общему виду. Применить формулы приведения, чтобы разные аргументы (например, ) превратились в один и тот же аргумент .
- Перенести всё в одну часть и разложить на множители. Часто помогает вынесение общего множителя (, ) или замена через /.
- Решить каждое простейшее уравнение отдельно, получив несколько серий корней с параметром .
- Проверить ОДЗ для каждой серии. Если при решении делили обе части на или , убедиться, что в найденных сериях это выражение действительно не равно нулю (иногда проверка не нужна — например, если автоматически).
- Записать общий ответ как объединение всех допустимых серий.
- Для пункта б) перевести границы отрезка в доли , для каждой серии составить двойное неравенство , разделить всё на , найти целые значения , подставить их обратно и получить конкретные числовые корни.
- Отобранные корни расставить по возрастанию и выписать в ответ, ещё раз проверив, что каждый из них действительно лежит в границах отрезка (включая граничные точки, если отрезок закрытый).
Этот алгоритм работает для любого уравнения из этой подтемы, независимо от того, насколько «нестандартно» оно выглядит на первый взгляд — суть всегда сводится к разложению на множители и аккуратному отбору корней.
Разбор примера
Пример 1. Решить уравнение , затем указать корни на отрезке .
Шаг 1. ОДЗ: .
Шаг 2. Приведение. По формуле приведения , поэтому уравнение становится
Шаг 3. Разложение на множители. Переносим всё влево и приводим к общему знаменателю: При учтённом ОДЗ () это равносильно
Шаг 4. Решение серий. Проверка ОДЗ: — подходит для любого . Обе серии удовлетворяют ОДЗ.
Ответ а):
Шаг 5. Отбор корней на . Переведём границы в доли : отрезок .
Для серии : неравенство равносильно , то есть или . Получаем и .
Для серии : . Целых в этом промежутке нет, кроме проверки : , что меньше ? Проверим напрямую подстановкой: при получаем , это лежит между и — значит корень подходит. (Здесь удобнее проверять подстановкой конкретных , а не только через дробное неравенство.)
Для серии : при получаем — это больше , не входит в отрезок. При : — меньше , тоже не входит. Значит, эта серия корней на отрезке не даёт.
Ответ б):
Пример 2. Решить уравнение , найти корни на отрезке .
Шаг 1. Приведение. , поэтому уравнение принимает вид
Шаг 2. Разложение на множители. Отсюда или .
Шаг 3. Решение первого случая.
Шаг 4. Решение второго случая. Используем формулу двойного угла: Тогда Запись и можно объединить: серия совпадает с серией при сдвиге индекса на единицу, поэтому итоговый ответ удобно записать так:
Ответ а):
Шаг 5. Отбор на , то есть на .
Для :
Для :
Для :
Ответ б):
Типичные ошибки
- Деление обеих частей уравнения на или без рассмотрения случая, когда этот множитель равен нулю — так теряются корни. Правильный путь: перенести всё в одну сторону и вынести общий множитель, а не делить.
- Игнорирование ОДЗ при работе с тангенсом: часть найденных корней может обращать знаменатель в ноль, и такие значения нужно исключить.
- Ошибки знака при применении формул приведения — например, путают и с формулами для синуса от аналогичных аргументов, где появляется минус.
- Неверное объединение серий: например, забывают, что и описывают одно и то же множество точек, и записывают ответ с лишними или, наоборот, задвоенными сериями.
- Ошибки при переводе неравенства для отбора корней в целые значения — округление в неверную сторону, потеря корня на границе отрезка.
- Забывают проверять границы отрезка на включение/исключение — если отрезок закрытый с обеих сторон, граничная точка, совпадающая с корнем, обязательно входит в ответ.
- Арифметические ошибки при работе с дробями вида , — рекомендуется всегда переводить границы отрезка и шаг серии в общие доли , чтобы сравнивать было проще.
На что обратить внимание на экзамене
- Пункт а) оценивается по полноте обоснования: важно показать все шаги преобразования, а не просто написать финальный ответ с сериями корней.
- В пункте б) нужно явно выписать неравенство для отбора и решение относительно параметра , а не «угадывать» подходящие значения — это часть критериев оценивания.
- Всегда проверяйте, что каждый отобранный корень действительно лежит внутри отрезка, подставив числовое значение (особенно если отрезок задан в виде дробей от , легко ошибиться на глаз).
- Обращайте внимание на тип отрезка — открытый или закрытый, включает ли границы; при закрытом отрезке граничная точка, совпадающая с корнем, должна попасть в ответ.
- Если в уравнении встречается тангенс или котангенс, ОДЗ нужно контролировать на всех этапах, а не только в начале — некоторые преобразования (умножение, деление) могут случайно расширить или сузить множество решений.
- Полезно после получения общего ответа кратко проверить один-два корня подстановкой в исходное уравнение — это позволяет быстро заметить ошибку в преобразованиях.
- При оформлении ответа сериям корней удобно давать компактную форму, объединяя похожие серии, если это возможно, — это упрощает последующий отбор корней на отрезке.
Частые вопросы
Как понять, какую формулу приведения применить в уравнении с аргументом вида $\frac{\pi}{2}-x$?
Нужно помнить правило: при сдвиге аргумента на функция меняется на кофункцию (синус на косинус и наоборот), а знак определяется по четверти, в которую попадает исходный аргумент. Для и результат один и тот же — , а для синуса аналогичных аргументов появляется минус в одном из случаев.
Почему нельзя просто делить уравнение на $\sin x$ или $\cos x$?
При делении на выражение, которое может быть равно нулю, теряются корни, соответствующие этому случаю. Правильнее перенести все члены в одну сторону, вынести общий множитель и рассмотреть оба случая: множитель равен нулю или второй множитель равен нулю.
Как быстро перевести отрезок для отбора корней в удобный вид?
Границы отрезка нужно выразить в тех же единицах, что и шаг серии решений — обычно в долях . Тогда двойное неравенство для параметра решается простым делением, и остаётся только подобрать целые значения.
Что делать, если две серии решений на самом деле совпадают?
Нужно проверить, не отличаются ли они только сдвигом индекса на константу. Например, серии и описывают одно и то же множество точек, поэтому в ответе достаточно указать одну из них.
Нужно ли проверять найденные корни подстановкой в исходное уравнение?
Да, хотя бы один-два корня из каждой серии стоит проверить подстановкой — это помогает быстро обнаружить ошибку в преобразованиях или в применении формул приведения до того, как ответ будет записан окончательно.