Equazione goniometrica di secondo grado con formule di duplicazione

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Equazione goniometrica di secondo grado con formule di duplicazione #68070

avt
FAQ
Frattale
Dopo aver risolto correttamente un buon numero di equazioni goniometriche, ne ho trovata una che purtroppo non so risolvere. Dovrei calcolare le soluzioni di un'equazione goniometrica di secondo grado in seno e coseno, argomento che sinceramente non ho capito affatto. Spero possiate aiutarmi.

Risolvere la seguente equazione goniometrica

3sin^2(x)+2sin(x)cos(x) = 2-3cos^2(x)

Grazie.
 
 

Equazione goniometrica di secondo grado con formule di duplicazione #68073

avt
Ifrit
Amministratore
Per risolvere l'equazione goniometrica di secondo grado

3sin^2(x)+2sin(x)cos(x) = 2-3cos^2(x)

trasportiamo -3cos^2(x) al primo membro prestando la massima attenzione ai segni

3sin^2(x)+3cos^2(x)+2sin(x)cos(x) = 2

dopodiché mettiamo in evidenza 3 tra i primi due addendi

3(sin^2(x)+cos^2(x))+2sin(x)cos(x) = 2

A questo punto interviene la relazione fondamentale della goniometria, la quale garantisce che la somma all'interno delle parentesi tonde è pari a 1, di conseguenza l'equazione diventa

3+2sin(x)cos(x) = 2

da cui

2sin(x)cos(x) = -1

Per risolverla, sfruttiamo la formula di duplicazione del seno (letta al contrario), grazie alla quale ricaviamo

sin(2x) = -1

Aiutandoci con la tabella dei valori notevoli del seno e tenendo a mente il periodo del seno è T = 2π (per approfondire: periodo di funzioni goniometriche), possiamo affermare che il seno di un angolo è pari a -1 nel momento in cui l'angolo vale

(3π)/(2)+2kπ

in tal caso imponiamo l'equazione di primo grado nell'incognita x

2x = (3π)/(2)+2kπ con k∈Z

che si risolve dividendo i due membri per 2:

x = (3π)/(4)+kπ con k∈Z

In definitiva, possiamo concludere che l'equazione goniometrica di secondo grado

3sin^2(x)+2sin(x)cos(x) = 2-3cos^2(x)

è soddisfatta dalla famiglia di valori

x = (3π)/(4)+kπ con k∈Z

Abbiamo terminato.
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