Wyznacz liczbę rozwiązań równania sin(2x)+sin(6x)=sin(8x) w przedziale ⟨0,π⟩.
Rozwiązanie krok po kroku
Zamiana sumy na iloczyn
Mnożniki 2, 8 i 6 tworzą ciąg arytmetyczny, dlatego suma składników skrajnych ma ten sam czynnik co składnik środkowy.
Postać iloczynowa
najpierw przenosimy wszystko na lewą stronę
sin(2x)−sin(8x)+sin(6x)=0
półsuma mnożników skrajnych składników to 4, a połowa ich różnicy to 2
2sin(4x)cos(2x)−sin(8x)=0
2sin(4x)cos(2x)−2sin(4x)cos(4x)=0
oba składniki mają ten sam czynnik
2sin(4x)[cos(2x)−cos(4x)]=0
nawias przekształcamy tym samym wzorem, dla mnożników 2 i 4
4sin(4x)sin(3x)sin(x)=0
Rodziny rozwiązań
sin(4x)=0∨sin(3x)=0∨sin(x)=0
iloczyn jest zerem, gdy zeruje się co najmniej jeden czynnik; z każdego równania wyznaczamy x, dzieląc przez mnożnik argumentu
x=4kπ∨x=3kπ∨x=kπ,k∈Z
Zera w przedziale
cos(mx) ma m zer w ⟨0,π⟩, sin(mx) ma m+1 zer
5+4+2=11
argument będący zerem dwóch czynników należy do zbioru rozwiązań tylko raz
7
Liczba rozwiązań
7
Zbiór zer każdego czynnika nie zmienia się przy podstawieniu x→π−x, więc rozwiązania leżą symetrycznie wokół 2π. Argument będący zerem dwóch czynników naraz trafia do zbioru tylko <strong>raz</strong>.