Неизвестные переменные (величины углов): \(x\)
Множество целых чисел: \(\mathbb{Z}\)
Целые числа: \(n\)
Множество действительных чисел: \(\mathbb{R}\)
Действительные числа: \(a\)
Тригонометрические функции: \(\sin x\), \(\cos x\), \(\tan x\), \(\cot x\)
Обратные тригонометрические функции: \(\arcsin a\), \(\arccos a\), \(\arctan a\), \(\text {arccot } a\)
|
|
-
Неравенство, в котором неизвестная переменная находится под знаком тригонометрической функции, называется тригонометрическим неравенством.
-
К простейшим тригонометрически неравенствам относятся следующие 16 неравенств:
\(\sin x > a\), \(\sin x \ge a\), \(\sin x < a\), \(\sin x \le a\),
\(\cos x > a\), \(\cos x \ge a\), \(\cos x < a\), \(\cos x \le a\),
\(\tan x > a\), \(\tan x \ge a\), \(\tan x < a\), \(\tan x \le a\),
\(\cot x > a\), \(\cot x \ge a\), \(\cot x < a\), \(\cot x \le a\).
Здесь \(x\) является неизвестной переменной, \(a\) может быть любым действительным числом.
Неравенства вида \(\sin x > a\), \(\sin x \ge a\), \(\sin x < a\), \(\sin x \le a\)
Неравенство \(\sin x > a\)
-
При \(\left| a \right| \ge 1\) неравенство \(\sin x > a\) не имеет решений:
\(x \in \emptyset\)
-
При \(a \lt -1\) решением неравенства \(\sin x > a\) является любое действительное число:
\(x \in \mathbb{R}\)
-
При \(-1 \le a < 1\) решение неравенства \(\sin x > a\) выражается в виде
\(\arcsin a + 2\pi n < x < \pi - \arcsin a + 2\pi n,\;n \in \mathbb{Z}\) (рис.1).
Неравенство \(\sin x \ge a\)
-
При \(a > 1\) неравенство \(\sin x \ge a\) не имеет решений:
\(x \in \emptyset\)
-
При \(a \le -1\) решением неравенства \(\sin x \ge a\) является любое действительное число:
\(x \in \mathbb{R}\)
-
Случай \(a = 1\)
\(x = \pi/2 +2\pi n,\;n \in \mathbb{Z}\)
-
При \(-1 < a < 1\) решение нестрогого неравенства \(\sin x \ge a\) включает граничные углы и имеет вид
\(\arcsin a + 2\pi n \le x \le \pi - \arcsin a + 2\pi n,\;n \in \mathbb{Z}\) (рис.1).
Неравенство \(\sin x < a\)
-
При \(a > 1\) решением неравенства \(\sin x < a\) является любое действительное число:
\(x \in \mathbb{R}\)
-
При \(a \le -1\) у неравенства \(\sin x < a\) решений нет:
\(x \in \emptyset\)
-
При \(-1 < a \le 1\) решение неравенства \(\sin x < a\) лежит в интервале
\(-\pi - \arcsin a + 2\pi n < x < \arcsin a + 2\pi n,\;n \in \mathbb{Z}\) (рис.2).
Неравенство \(\sin x \le a\)
-
При \(a \ge 1\) решением неравенства \(\sin x \le a\) является любое действительное число:
\(x \in \mathbb{R}\)
-
При \(a < -1\) неравенство \(\sin x \le a\) решений не имеет:
\(x \in \emptyset\)
-
Случай \(a = -1\)
\(x = -\pi/2 + 2\pi n,\;n \in \mathbb{Z}\)
-
При \(-1 < a < 1\) решение нестрогого неравенства \(\sin x \le a\) находится в интервале
\(-\pi - \arcsin a + 2\pi n \le x \le \arcsin a + 2\pi n,\;n \in \mathbb{Z}\) (рис.2).
Неравенства вида \(\cos x > a\), \(\cos x \ge a\), \(\cos x < a\), \(\cos x \le a\)
Неравенство \(\cos x > a\)
-
При \(a \ge 1\) неравенство \(\cos x > a\) не имеет решений:
\(x \in \emptyset\)
-
При \(a < -1\) решением неравенства \(\cos x > a\) является любое действительное число:
\(x \in \mathbb{R}\)
-
При \(-1 \le a < 1\) решение неравенства \(\cos x > a\) имеет вид
\(-\arccos a + 2\pi n < x < \arccos a + 2\pi n,\;n \in \mathbb{Z}\) (рис.3).
Неравенство \(\cos x \ge a\)
-
При \(a > 1\) неравенство \(\cos x \ge a\) не имеет решений:
\(x \in \emptyset\)
-
При \(a \le -1\) решением неравенства \(\cos x \ge a\) является любое действительное число:
\(x \in \mathbb{R}\)
-
Случай \(a = 1\)
\(x = 2\pi n,\;n \in \mathbb{Z}\)
-
При \(-1 < a < 1\) решение нестрогого неравенства \(\cos x \ge a\) выражается формулой
\(-\arccos a + 2\pi n \le x \le \arccos a + 2\pi n,\;n \in \mathbb{Z}\) (рис.3).
Неравенство \(\cos x < a\)
-
При \(a > 1\) неравенство \(\cos x < a\) справедливо при любом действительном значении \(x\):
\(x \in \mathbb{R}\)
-
При \(a \le -1\) неравенство \(\cos x < a\) не имеет решений:
\(x \in \emptyset\)
-
При \(-1 < a \le 1\) решение неравенства \(\cos x < a\) записывается в виде
\(\arccos a + 2\pi n < x < 2\pi - \arccos a + 2\pi n,\;n \in \mathbb{Z}\) (рис.4).
Неравенство \(\cos x \le a\)
-
При \(a \ge 1\) решением неравенства \(\cos x \le a\) является любое действительное число:
\(x \in \mathbb{R}\)
-
При \(a < -1\) неравенство \(\cos x \le a\) не имеет решений:
\(x \in \emptyset\)
-
Случай \(a = -1\)
\(x = \pi + 2\pi n,\;n \in \mathbb{Z}\)
-
При \(-1 < a < 1\) решение нестрогого неравенства \(\cos x \le a\) записывается как
\(\arccos a + 2\pi n \le x \le 2\pi - \arccos a + 2\pi n,\;n \in \mathbb{Z}\) (рис.4).
Неравенства вида \(\tan x > a\), \(\tan x \ge a\), \(\tan x < a\), \(\tan x \le a\)
Неравенство \(\tan x > a\)
-
При любом действительном значении \(a\) решение строгого неравенства \(\tan x > a\) имеет вид
\(\arctan a + \pi n < x < \pi/2 + \pi n,\;n \in \mathbb{Z}\) (рис.5).
Неравенство \(\tan x \ge a\)
-
Для любого значения \(a\) решение неравенства \(\tan x \ge a\) выражается в виде
\(\arctan a + \pi n \le x < \pi/2 + \pi n,\;n \in \mathbb{Z}\) (рис.5).
Неравенство \(\tan x < a\)
-
Для любого значения \(a\) решение неравенства \(\tan x < a\) записывается в виде
\(-\pi/2 + \pi n < x < \arctan a + \pi n,\;n \in \mathbb{Z}\) (рис.6).
Неравенство \(\tan x \le a\)
-
При любом \(a\) неравенство \(\tan x \le a\) имеет следующее решение:
\(-\pi/2 + \pi n < x \le \arctan a + \pi n,\;n \in \mathbb{Z}\) (рис.6).
Неравенства вида \(\cot x > a\), \(\cot x \ge a\), \(\cot x < a\), \(\cot x \le a\)
Неравенство \(\cot x > a\)
-
При любом \(a\) решение неравенства \(\cot x > a\) имеет вид
\(\pi n < x < \text {arccot } a + \pi n,\;n \in \mathbb{Z}\) (рис.7).
Неравенство \(\cot x \ge a\)
-
Нестрогое неравенство \(\cot x \ge a\) имеет аналогичное решение
\(\pi n < x \le \text {arccot } a + \pi n,\;n \in \mathbb{Z}\) (рис.7).
Неравенство \(\cot x < a\)
-
Для любого значения \(a\) решение неравенства \(\cot x < a\) лежит в открытом интервале
\(\text {arccot } a + \pi n < x < \pi + \pi n,\;n \in \mathbb{Z}\) (рис.8).
Неравенство \(\cot x \le a\)
-
При любом \(a\) решение нестрогого неравенства \(\cot x \le a\) находится в полуоткрытом интервале
\(\text {arccot } a + \pi n \le x < \pi + \pi n,\;n \in \mathbb{Z}\) (рис.8).