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[科普中国]-三角方程组

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所谓三角方程组(system of trigonometric equations)是指方程组中或仅仅包含三角方程,或包含三角方程和代数方程。如果一个未知数能表示为另一个未知数的显式,那么可将三角方程组化为含单变量的一个方程。有些三角方程组,可根据三角式的恒等变换而化为代数方程组1。

三角函数方程组的解法原理三角函数方程组的解法原理,与代数学中解方程组的方法类似:它们都是首先通过代数的或三角的变换, 逐渐消去未知数,直到化为含有唯一的未知量的普通方程并对它求解,然后再把这个解代入到其他各式中,求其全部解2。

解三角方程组的注意事项解三角方程组时要注意以下四点:

1. 消去三角方程组中的未知数,一般除了使用代入法外,还常常利用各种三角公式与代数变换。 特别地, 当问题有不同情况时,也常要求有不同的方法,这些并没有固定的规律可循,这是求解三角方程组的一个很大困难,克服这个图难的办法,要求三角公式运用熟练,多作题目,多见类型,逐步提高分析问题的能力。

2. 求得方程组的解之后,与代数中解方程组一样, 也得一组一组地把解分别列出,并将所得的每组解一一代入到原方程组中进行检验,去掉增加根,并要注意遗根。代入检验是很麻烦的,一般方法是只把在区间上的角代入进行检验,而不把解的一般形式代入到方程组中,这样可使计算简单些2。

3. 所求得的解,有时还要求受到一定条件的约束,常见的情况有:

(1)当解中含有形如arcsin2或arcsin(-2)这样的项时,由于这样的项不可能代表任何确定的角,故应在说明之后舍去。

(2)当解中含有形如的项时,由于我们只在实数范围内讨论三角函数,显然必须满足条件

并由此求得x的取值范围。但是, 我们约定,只要题目中没有明确提出要求,我们并不进行讨论,即认为这样已经求得了最后结果。

4. 由于

所以, 当方程的系数为文字系数时,方程组解的形式往往随所采取的解法不同而有不同。但是,不管解的形式怎样,只要合理就行,并不需要化为一致。当方程的系数为普通数字时,我们也这样办,但遇到这种情况的机会要少一些2。

例题解析1.解方程组:

解:显然

因为

),所以,从方程(1)得,由此,

2.解方程组2:

解:由(1)得

使(3)代入(2)

所以

使,则,所以

代入(3)

使,则,所以

代入(3),有

答:方程组的解为

本词条内容贡献者为:

方正 - 副教授 - 江南大学