Põhivõrrandi tan x = a lahendamine

  • Graafiline lahendamine
  • Põhivõrrandi lahendivalem
  • Võrratuse graafiline lahendamine

Graafiline lahendamine

  1. Joonisel 1 on tangensfunktsiooni graafik. Lohista õigele kohale sirge y = –1.
  2. Võrrandi lahenditeks on tangensoidi ja sirge lõikepunktide abstsissid. Järelikult on sellel lõigul  lahendit.
  3. Kui funktsiooni y = tan x väärtus on –1, siis absoluutväärtuselt vähim lahend on

x1=°=- π .

  1. Leiame suurima lahendi antud lõigul.

x2x1 + 180°= ° π

  1. Leiame vähima lahendi antud lõigul.

x3 = x1 – 180° = °- π

Joonis 1

  1. Pärast muutuja vahetust 0,25x + 0,25 = z saad võrrandi

tan z = 1,
mille lahendamiseks kasuta joonist 1.

  1. Kui z1 = π, siis x1 saad võrrandist

0,25x1 + 0,25 = 0,25π.

Seega x1π – .

  1. Suurim lahend sellel lõigul on z2 = π, millest

x2π – 1.

  1. Vähim lahend sellel lõigul on z3 = π, millest

x3π – 1.

Põhivõrrandi lahendivalem

Valemi tuletus

  • Lahendame võrrandi tan x = a. Selleks joonestame funktsioonide y = tan x ja y = a graafikud vahemikus (–1,5π; 1,5π).
  • Vaatle joonist 2. Graafikud lõikuvad vahemikus kohal φ = arctan a. See on võrrandi üks erilahend. Kõik ülejäänud lahendid erinevad sellest täisarv korda perioodi π võrra. Järelikult on võrrandi lahendid

x = φ + nπ = arctan a + nπ
​=

​ arctan a + n ⋅ 180°, n ∈ ℤ.

Joonis 2

Joonisel on eeldatud, et a > 0, kuid lahenduskäik ei sõltu a märgist.

Lahendivalem

Põhivõrrandi tan x = a lahendivalem on

x = arctan a + nπ, n ∈ ℤ

Näide 2

Lahendame võrrandi 3tanx+1=0 ja leiame erilahendid lõigul [–200°; 400°].

Võrrandi lahendamine

  • Teisendame võrrandi põhivõrrandiks.

tanx = -13 = -33

  • Vastavalt lahendivalemile saame kõik lahendid

x=arctan-33+nπ
=
-π6+nπ
​=
-30°+n·180°.

  1. Kui n = –1, siis x1°,  vaadeldaval lõigul.
  2. Kui n = 0, siis x2°,  vaadeldaval lõigul.
  3. Kui n = 1, siis x3°,  vaadeldaval lõigul.
  4. Kui n = 2, siis x4°,  vaadeldaval lõigul.
  5. Kui n = 3, siis x5°,  vaadeldaval lõigul.

Vastus

  • Võrrandi lahendid on x=-π6+nπ=-30°+n·180°, n ∈ ℤ.
  • Erilahendid antud lõigul on –30°, 150° ja 330°.
  • –π
  • -5π6
  • -7π12
  • -π3
  • -π4
  • -π6
  • 0
  • π6
  • π4
  • π3
  • 5π12
  • π

Võrrand

x1

x2

tanx+π4=1

tanx+π=33

tanπ3+x=-1

tanπ-2x=3

Võrratuse graafiline lahendamine

Võrratuse tanx<3 lahenduskäik

  1. Lahendihulgaks on piirkond, kus tangensoid asub  sirget.
  2. Sirge ja tangensoid lõikuvad kohtadel -π ja π.
  3. Funktsioon y = tan x katkeb kohtadel –0,5π ja π.

Vastus

Võrratuse lahendihulk antud lõigul on

- π ; -2π3) -π2;π3(π2;π .

Joonis võrratuse lahendamiseks

  • Lahendihulgale [-π;π] vastab võrratus
  • tan4x<1
  • tanx41
  • tanx4<1
  • tanx41
  • tan4x>1
  • tan4x1
  • Lahendihulgale [-π;-π2)-π6;π2(5π6;π] vastab võrratus
  • tanx<-33
  • tanx>-33
  • tanx>33
  • tanx<33
  • Lahendihulgale -π2;-π6π2;5π6 vastab võrratus
  • tanx<-33
  • tanx>-33
  • tanx>33
  • tanx<33

Harjuta ja treeni

Joonise põhjal saab lahendada võrrandi

  • tanx2=3
  • tanx=3
  • tan2x=3
  • tan3x=3

Vastus

  • Võrrandi üldlahend on

x°, n ∈ ℤ.

  • Erilahendid kasvavas järjekorras

x1°, x2 = °, x3 = °, x4 = °.

Funktsioon y = tan x

  • -33
  • –1
  • -3
  • 0
  • 1
  • 33
  • 3
  • -5π6
  • -3π4
  • -2π3
  • -π6
  • -π4
  • -π3

x-koordinaat

y-koordinaat

-π6

–1

33

-3π4

-2π3

-3

  • -π4;-π6
  • -π4;-π6
  • -1;-33
  • -1;-33
  • (–1; 0)
  • [–1; 0]

Y

X0

X+

X

X↑ = 

X↓ = 

  • Leia võrrandi tan x = 1 erilahendid x1 < x2 antud lõigul.

x1 = π ja x2π

  • Lahenda võrratus tan x < 1 antud lõigul.

Lahendihulk x ∈

 π; π  ∪ π; π 

  • x1
  • x2
  • x3
  1. Kogu määramispiirkonnas on sellel võrrandil lahendeid 
  2. Leia hulgast L võrrandi tan x = x ligikaudsed lahendid. Kliki hiirega ainult õige lahendi täisosal.

L =

Funktsioon y = tan x ja sirge

Jäta meelde

  • Arkustangens b on  nurk, mille tangens on b.
  • Põhivõrrandi tan x = b üldlahend

x + π,