Anzahl der Lösungen einer trigonometrischen Gleichung

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1.7 Geben Sie jeweils einen möglichen Wert für c an, so dass die Gleichung $2 \cos(x) + 1 = c$ mit $0 \le x \le 2\pi$ genau eine, zwei oder keine Lösung hat.

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Schriftliche Lösung Schritt für Schritt

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Schritt 1

In dieser Aufgabe sollen wir Werte für c bestimmen, so dass die Gleichung zwei mal Kosinus von x plus eins gleich c im Intervall von null bis zwei Pi genau eine, zwei oder keine Lösung hat.

Lösungen einer trigonometrischen Gleichung

$$2\cos(x) + 1 = c$$
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Schritt 2

Um das Problem besser zu verstehen, betrachten wir die linke Seite der Gleichung als eine Funktion f von x.

$$f(x) = 2\cos(x) + 1$$
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Schritt 3

Die Lösungen der Gleichung entsprechen den Schnittpunkten dieser Funktion mit der waagerechten Geraden y gleich c.

$$f(x) = c$$
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Schritt 4

Lassen Sie uns den Wertebereich von f von x im Intervall von null bis zwei Pi analysieren.

Analyse des Wertebereichs

$$-1 \le \cos(x) \le 1$$
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Schritt 5

Da der Kosinus von x zwischen minus eins und eins liegt, multiplizieren wir alles mit zwei.

6
Schritt 6

Nun addieren wir eins zu jedem Teil der Ungleichung.

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Schritt 7

Wir sehen also, dass die Funktionswerte zwischen minus eins und drei liegen.

$$W_f = [-1, 3]$$

Der Rest der Lösung ist auf Solvi

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