Soru

Zorluk: OrtaTers Trigonometrik Fonksiyonlar
cos⁡(arcsin⁡(x)−arctan⁡(2))=255\cos\left(\arcsin(x) - \arctan(2)\right) = \frac{2\sqrt{5}}{5} denklemini sağlayan xx gerçel sayılarının toplamı kaçtır?

Cevap: 1.6

Cevap

Denklemi sağlayan köklerin toplamı 1.6'dır.
Verilen denklemde ters trigonometrik fonksiyonlar açı dönüşümleriyle basitleştirilip kosinüs fark formülü uygulandığında 1−x2=2−2x\sqrt{1-x^2} = 2 - 2x cebirsel denklemine ulaşılır. Bu denklemin çözümü için x≤1x \le 1 şartı altında karesi alındığında 5x2−8x+3=05x^2 - 8x + 3 = 0 elde edilir. Çözüm kümesi {1,0.6}\{1, 0.6\} olup her iki değer de tanımlı aralıktadır. Bu köklerin toplamı 1.61.6 yapmaktadır.

Adım Adım Çözüm

1
Değişken dönüşümü yapılması
arcsin⁡(x)=a  ⟹  sin⁡(a)=x\arcsin(x) = a \implies \sin(a) = x ve arctan⁡(2)=b  ⟹  tan⁡(b)=2\arctan(2) = b \implies \tan(b) = 2
Ters trigonometrik ifadeleri daha kolay işlenebilir açılara dönüştürmek için.
2
Açıların diğer trigonometrik değerlerinin bulunması
cos⁡(a)=1−x2\cos(a) = \sqrt{1-x^2}, sin⁡(b)=25\sin(b) = \frac{2}{\sqrt{5}} ve cos⁡(b)=15\cos(b) = \frac{1}{\sqrt{5}}
Kosinüs fark formülünde kullanılacak bileşenleri elde etmek için.
3
Kosinüs fark formülünün uygulanması
cos⁡(a)cos⁡(b)+sin⁡(a)sin⁡(b)=25\cos(a)\cos(b) + \sin(a)\sin(b) = \frac{2}{\sqrt{5}}
Verilen cos⁡(a−b)\cos(a-b) ifadesini açıp değeriyle eşitlemek için.
4
Cebirsel ifadenin sadeleştirilmesi ve denklemin kurulması
1−x2+2x=2  ⟹  1−x2=2−2x\sqrt{1-x^2} + 2x = 2 \implies \sqrt{1-x^2} = 2 - 2x
Kökleri bulabilmek amacıyla denklemi tek bir kareköklü ifadeye indirgemek için.
5
Karesinin alınması ve köklerin belirlenmesi
x1=1x_1 = 1 ve x2=0.6x_2 = 0.6 kökleri bulunur. Köklerin toplamı 1+0.6=1.61 + 0.6 = 1.6 elde edilir.
İkinci dereceden denklemi çözüp koşullara uygun kökleri toplamak için.

Anahtar Kavram

Ters trigonometrik fonksiyonların tanım ve değer aralıkları ile toplam-fark formüllerinin birlikte uygulanması.
Bu soruyu puanla