Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 23. 02. 2017 14:03

stuart clark
Příspěvky: 1015
Reputace:   
 

Trigonometric equation

Total number of real solution of $\sqrt{2}|\sqrt{\sin^4 x+9\cos^2 x}-\sqrt{\cos^4 x+9\sin^2 x} |= 1$ in $x\in [0,2\pi]$

Offline

 

#2 14. 03. 2017 01:31

Bati
Příspěvky: 2435
Reputace:   191 
 

Re: Trigonometric equation

Hi ↑ stuart clark:,
let $f(x):=\sqrt{\sin^4x+9\cos^2x}-\sqrt{\cos^4x+9\sin^2x}$, $g:=|f|$. It is easy to check that $g(x+\tfrac{\pi}2)=g(x)$, hence it is enough to consider $x\in[0,\tfrac{\pi}2]$. Now $g(0)=g(\tfrac{\pi}2)=2$ and $g(\tfrac{\pi}4)=0$, so, by continuity, there are at least 8 solutions in total. In fact, there are no more, because $g$ is monotone on the intervals $(0,\tfrac{\pi}4)$, $(\tfrac{\pi}4,\tfrac{\pi}2)$ and so on. Indeed, since $\sin x<\cos x$ on $(0,\tfrac{\pi}4)$ and conversely on the next interval, we deduce that $\text{sgn}\, f(x)$ is 1 on $(0,\tfrac{\pi}4)$ and -1 on $(\tfrac{\pi}4,\tfrac{\pi}2)$. Using that and
$\text{sgn}\,g'(x)=\text{sgn}\,\((\text{sgn}\, f(x))(\sin{2x})\(\frac{2\sin^2x-9}{2\sqrt{\ldots}}+\frac{2\cos^2x-9}{2\sqrt{\ldots}}\)\)\nl
=-\text{sgn}\,f(x)$, $x\in(0,\tfrac{\pi}2)$, the claim is proved.

Offline

 

#3 27. 03. 2017 12:59

stuart clark
Příspěvky: 1015
Reputace:   
 

Re: Trigonometric equation

Thanks ↑ Bati:

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson