תנאי קיום ופתרון בסיסי של משוואות טריגונומטריות
מבוא
מטרות השיעור
- לאפיין את קבוצת התמונות של , ו-.
- לקבוע מתי למשוואה או יש פתרון, ומדוע פתירה תמיד.
- לכתוב את הפתרון הכללי של משוואה טריגונומטרית בעזרת (לסינוס/קוסינוס) או (לטנגנס).
לפני שפותרים משוואה כדאי לשאול: האם בכלל יש פתרון? התשובה תלויה בקבוצת התמונות של הפונקציה.
הרעיון המרכזי
תנאי קיום פתרון
- פתירה אם ורק אם (כלומר ).
- פתירה אם ורק אם .
- פתירה עבור כל מספר ממשי c, כי קבוצת התמונות של הטנגנס היא כל הממשיים.
הסיבה: על מעגל היחידה, גם שיעור ה-x (קוסינוס) וגם שיעור ה-y (סינוס) נעים רק בין -1 ל-1.
צורת הפתרון הכללי
לאחר שמצאנו פתרון בסיסי אחד, מוסיפים את המחזוריות:
- סינוס: או , כאשר פתרון בסיסי.
- קוסינוס: .
- טנגנס: (מחזור , לא !).
בכל המקרים k הוא מספר שלם כלשהו.
דוגמאות מפורטות
דוגמה 1: בדיקת קיום פתרון
האם למשוואות ו- יש פתרון?
שלב 1 — תנאי הסינוס
נכון או לא נכון: למשוואה יש פתרון.
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
עבור איזה ערך של m למשוואה אין אף פתרון?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
דוגמה 2: פתרון כללי של משוואת סינוס
פתרו:
שלב 1 — בדיקת קיום
נכון או לא נכון: למשוואה יש פתרון.
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
דוגמה 3: פתרון כללי של משוואת קוסינוס
פתרו:
שלב 1 — בדיקת קיום
מהו הפתרון הכללי של המשוואה ?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
דוגמה 4: פתרון כללי של משוואת טנגנס
פתרו:
שלב 1 — קיום
דוגמה 5: ספירת פתרונות בתחום
כמה פתרונות יש ל- בתחום ?
שלב 1 — פתרון כללי
טעויות נפוצות
טעות נפוצה: מניחים שלכל משוואת סינוס/קוסינוס יש פתרון
טעות: מנסים לפתור .
נכון: |2| > 1, ולכן אין פתרון.
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: מוסיפים למשוואת טנגנס
טעות:
נכון:
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: רושמים רק משפחת פתרונות אחת לסינוס
טעות: בלבד.
נכון: גם .
למה זה קורה?
איך מתקנים?
טעות נפוצה: מבלבלים בין סימטריית הסינוס לסימטריית הקוסינוס
למה זה קורה?
איך מתקנים?
סיכום
מה למדנו?
- תנאי קיום: ו- פתירות רק כאשר הערך בקטע [-1,1]; פתירה תמיד.
- פתרון כללי לסינוס: או .
- פתרון כללי לקוסינוס: .
- פתרון כללי לטנגנס: (מחזור ).
תמיד התחילו בשאלה "האם יש פתרון?", ורק אז כתבו את הפתרון הכללי המלא.
תרגול נוסף
עברו לתרגול כדי לתרגל בדיקת קיום וכתיבת הפתרון הכללי של משוואות בסיסיות.