Equazione trigonometrica lineare in seno e coseno con angolo aggiunto

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Equazione trigonometrica lineare in seno e coseno con angolo aggiunto #40126

avt
FAQ
Frattale
Mi è capitato un esercizio in cui mi si chiede di risolvere un'equazione lineare in seno e coseno con il metodo dell'angolo aggiunto. Sinceramente è la prima volta che sento nominare questa procedura, in cosa consiste? Potreste darmi una mano per favore?

Risolvere la seguente equazione goniometrica lineare utilizzando il metodo dell'angolo aggiunto

sin(x)-cos(x) = √(2)

Grazie.
Ringraziano: Pi Greco, LittleMar, Manila, Ifrit, xavier310, Volpi, danying, DurdenP, JACKBO, Pulga10...
 
 

Equazione trigonometrica lineare in seno e coseno con angolo aggiunto #40301

avt
Omega
Amministratore
Per poter risolvere l'equazione lineare in seno e coseno

sin(x)-cos(x) = √(2)

possiamo avvalerci del metodo dell'angolo aggiunto che consiste nel determinare un numero reale non negativo R e un angolo φ, compreso tra 0 e 2π, di modo che si possa ricavare l'equazione equivalente

Rsin(x+φ) = √(2)

Indicati con A e B rispettivamente i coefficienti di seno e coseno, il numero reale R si calcola con la formula

R = √(A^2+B^2) = √(1^2+(-1)^2) = √(2)

mentre φ è l'unico angolo compreso tra 0 e 2π che realizza il sistema di equazioni

sin(φ) = (B)/(R) ; cos(φ) = (A)/(R)

vale a dire

sin(φ) = -(1)/(√(2)) ; cos(φ) = (1)/(√(2))

L'unico angolo dell'intervallo [0,2π) che soddisfa il sistema è

φ = (7π)/(4)

]Siamo quindi autorizzati a scrivere l'equazione goniometrica elementare in seno equivalente, che è

√(2)sin(x+(7π)/(4)) = √(2)

da cui

sin(x+(7π)/(4)) = 1

Ricordiamo che il seno di un angolo è pari a 1 se l'angolo vale

(π)/(2)+2kπ

dove k è un numero intero, per cui a

sin(x+(7π)/(4)) = 1

possiamo associare l'equazione di primo grado nell'incognita x

x+(7π)/(4) = (π)/(2)+2kπ

che possiamo risolvere isolando l'incognita al primo membro

 x = -(7π)/(4)+(π)/(2)+2kπ ; x = -(5π)/(4)+2kπ

al variare di k∈Z.

È opportuno sottolineare che la famiglia di soluzioni

x = -(5π)/(4)+2kπ

può essere espressa in maniera del tutto equivalente come

x = (3π)/(4)+2kπ

I due angoli

-(5π)/(4) e (3π)/(4)

differiscono infatti di 2π, pertanto possono essere entrambi considerati rappresentanti della famiglia.

Possiamo concludere dunque che

sin(x)-cos(x) = √(2)

è soddisfatta dai valori

x = -(5π)/(4)+2kπ

o in maniera equivalente

x = (3π)/(4)+2kπ

al variare di k∈Z.

Ecco fatto!
Ringraziano: Ifrit
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Os