AP Exam KitAP Precalculus
Unit 33.12 Equivalent Representations of Trigonometric Functions不可使用计算器

Using an equivalent analytic representation, what are all solutions to cos(2x)+sinx=0\cos(2x)+\sin x=0 on 0x<2π0\le x<2\pi?

使用等价解析表示,在 0x<2π0\le x<2\pi 上,方程 cos(2x)+sinx=0\cos(2x)+\sin x=0 的全部解是什么?

  1. π/2\pi/2
  2. π/2,7π/6,11π/6\pi/2,7\pi/6,11\pi/6
  3. π/6,5π/6,3π/2\pi/6,5\pi/6,3\pi/2
  4. 0,π0,\pi

答案与推导

正确选项:B

等价形式 (1sinx)(2sinx+1)=0(1-\sin x)(2\sin x+1)=0 给出 sinx=1\sin x=1sinx=1/2\sin x=-1/2,得到选项 B 的三个解。

  1. 使用 cos(2x)=12sin2x\cos(2x)=1-2\sin^2x,把方程写成 12sin2x+sinx=01-2\sin^2x+\sin x=0
  2. 把等价表达式因式分解为 (1sinx)(2sinx+1)=0(1-\sin x)(2\sin x+1)=0
  3. 在给定区间内,sinx=1\sin x=1 给出 π/2\pi/2sinx=1/2\sin x=-1/2 给出 7π/67\pi/611π/611\pi/6

为什么其他选项不成立

A
保留了 sin x=1 分支,却遗漏 sin x=-1/2 的两个解。
B
把二倍角余弦改写并因式分解后,两组因子给出的解全部正确。
C
这些角对应 sin x=1/2 与 sin x=-1,并非因式分解得到的值。
D
这些输入下 sin x=0、cos(2x)=1,原方程左边为 1。

常见误区:使用等价恒等式时,必须保留每个因子以及定义域内的全部分支。

中国课程衔接:中国课程衔接:代数因式分解已学;AP 新要求选择能显露解的等价三角表示;不同于直接对混合原式使用反函数键,应先改写为单一三角函数;易失分点是漏掉因子或象限。

原创作者: AP Exam Kit数学复核: REV-2D-12