Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Неравенства с аркфункциями.doc
Скачиваний:
16
Добавлен:
26.08.2019
Размер:
2.39 Mб
Скачать

1. Простейшие неравенства с аркфункциями

Решим простейшие неравенства с обратными тригонометрическими функциями ; ; ; .

Задание 1. .

Решение.

Такие неравенства очень удобно решать графически, что доступно и наглядно для учащихся (см. рис. 1). Строим графики функций и .

Е сли , то ни при каких . Значит, в этом случае неравенство решений не имеет.

Если - то в качестве решения получим промежуток .

Если , то для любых значений из области определения функции , то есть

Рис.1. .

Ответ. Если , то ;

если , то ;

если , то нет решений.

Следующие три неравенства решаются аналогично.

З адание 2. .

Решение.

График полностью иллюстрирует решение (см. рис. 2).

Ответ. Если то ;

если , то ;

если , то нет решений.

Рис.2

Задание 3. .

Р ешение.

Решение изображено на графике (см. рис. 3).

Ответ. Если , то нет решений неравенства;

если , то ;

если a> , то .

Рис.3

З адание 4. .

Решение.

Аналогично решается и это неравенство (см. рис. 4).

Ответ. Если , то нет решений;

если , то ;

если , то .

Рис.4

Простейшие неравенства вида можно решать аналогично, а можно свести к рассмотренным, если учесть известное нам тождество . Для закрепления материала полезно прорешать все простейшие неравенства с аркфункциями.

2. Неравенства, сводящиеся к простейшим неравенствам с аркфункциями

Рассмотрим примеры усложненных, но относящихся к простейшим, неравенств с аркфункциями.

Задание 5. .

Решение.

В ведем обозначение . Найдем область допустимых значений неравенства. Из определения арксинуса следует ограничение , , ; .

Известно, что областью значений функции будет отрезок , то есть на всей области определения (см. рис. 5).

Значит, решением данного неравенства является множество .

Рис.5

Ответ. .

Задание 6. .

Решение.

Первый способ. Решение аналитическое, без применения графика функции . Областью определения неравенства является отрезок . Пусть . Решим неравенство : , тогда . Возвращаемся к переменной :

.

Применяя функцию ко всем частям неравенства, имеем так как возрастает при . Получили неравенство (см. рис. 6).

С учетом ОДЗ: , имеем систему

Рис.6 Сравним и 1. Так как , то так как возрастает на промежутке , а значит и, аналогично, . Следовательно, .

Второй способ. .

Обе части данного неравенства положительны, значит можно извлечь квадратный корень из обеих частей неравенства: , тогда имеем

Решим данное двойное неравенство графически (см. рис. 7).

Получим .

Ответ. .

З адание 7. .

Решение.

Первый способ: Так как обе части данного неравенства принимают значения из отрезка , а на нем функция возрастает, имеем

.

Решим это неравенство

Рис.7 методом интервалов

( см. рис. 8).

.

Рис.8 и .

С учетом области допустимых значений данного нам неравенства , имеем систему неравенств

(см. рис. 9)

Рис.9 и .

Второй способ. .

Пусть тогда .

Решим графически последнее неравенство (см. рис. 10).

, то есть .

Т ак как все части неравенства положительны, значит

.

Следовательно, имеем совокупность неравенств

Решением будет

и .

Рис.10 Ответ. .

Задание 8. .

Решение.

Первый способ. Обе части данного нам неравенства принимают значения из области , на которой функция возрастает, значит по монотонности

;

Решая, имеем , так как функция возрастающая.

Найдем ОДЗ данного нам неравенства.

; ; . То есть .

Итак, имеем систему неравенств

Откуда следует, что .

Ответ. .

Второй способ. .

Пусть , тогда . Проиллюстрируем решение последнего неравенства графически (см. рис 11).

; ; ;

Ответ. .

Задание 9. .

Решение.

Первый способ.

П рименим синус к обеим частям неравенства, так как возрастает на области , то имеем

; ; .

Так как возрастает на интервале , то , .

Найдем область допустимых значений данного нам неравенства. Из определения арксинуса, следует

;

Рис.11

и используя монотонность на интервале получим

Итак, имеем систему неравенств

Следовательно, .

Второй способ.

Пусть , тогда . Мы получили такое же неравенство, как и в задании 8 при решении вторым способом, а это значит, что (см. рис. 11)

Решим графически последнее неравенство (см. рис. 12).

Имеем, что

Третий способ. .

Воспользуемся монотонностью функции :

и областью определения .

Получим , , .

Рис.12

Ответ. .

Задание 10. .

Решение.

Первый способ. Обе части данного нам неравенства принимают значения из области а на этом отрезке функция синус возрастает, тогда применив синус

.

С учетом ОДЗ имеем систему неравенств:

тогда получаем систему

Р ешим неравенство (1) (см. рис 13).

; ; .

Рис.13

Решим неравенство (2) (см. рис 14).

; .

. Рис.14

И так, решая систему неравенств (1) и (2), имеем (см. рис 15).

.

Рис.15

Ответ. .

Второй способ. .

Решим неравенство графически. Строим графики , где и (см. рис. 16).

Получаем двойное неравенство: , то есть

, ,

ч то сводится к решенной выше системе неравенств

Ответ. .

Третий способ. .

Рис.16

С учетом области значений функции имеем неравенство

.

Используя монотонность функции на отрезке , имеем

.

И вновь получаем систему

Ответ. .

Задание 11. .

Решение.

Первый способ. Обе части неравенства принимают значения из области , на которой функция убывает, значит

; .

Найдем ОДЗ данного нам неравенства:

,

то есть, получаем систему неравенств

С учетом полученного выше неравенства, имеем систему неравенств:

Решим неравенство (1) из последней системы:

;

Р ешим это неравенство методом интервалов (см. рис 17).

Рис.17

Имеем (см. рис.17): .

Решим неравенство (2) .

;

Решим систему неравенств (1) и (2) (см. рис 18).

Рис. 18

и .

Ответ. .

Второй способ.

Р ешаем графически данное неравенство. Строим графики и , где (см. рис. 19).

то есть .

, откуда следует система неравенств (1) и (2) рассмотренная выше.

Рис. 19

Ответ. .

Задание 12. .

Решение.

Пусть , то . Решим неравенство

; . Следовательно,

(см. рис 20).

Рис.20

Ответ. .