题目
Problem
(a) Show that (cosx+sinx)(cosecx−secx)≡2cot2x.
(4)
(b) Hence, solve the equation (cosx+sinx)(cosecx−secx)=3 for 0≤x≤π.
(3)
题目中文翻译
(a) 证明 (cosx+sinx)(cosecx−secx)≡2cot2x。
(4)
(b) 由此解方程 (cosx+sinx)(cosecx−secx)=3,其中 0≤x≤π。
(3)
原卷通用作答要求
Answer all questions. You should use a calculator where appropriate.
You must show all necessary working clearly; no marks will be given for unsupported answers from a calculator.
Give non-exact numerical answers correct to 3 significant figures, or 1 decimal place for angles in degrees, unless a different level of accuracy is specified in the question.
请回答所有题目。适当时应使用计算器。必须清楚展示所有必要的计算过程;仅给出计算器答案而没有过程,不予评分。除非题目另有精度要求,非精确数值答案保留 3 位有效数字,以度为单位的角度保留 1 位小数。
解答
(a)
解法一
思路
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展开乘积后,中间的两项抵消。把剩下的余切与正切合并,再用二倍角公式。
答题过程
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Where the original expression is defined, sinxcosx=0. Expanding and simplifying,
===(cosx+sinx)(cosecx−secx)cotx−1+1−tanxsinxcosxcos2x−sin2x21sin2xcos2x=2cot2x.
解法二
思路
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也可先将第二个括号通分,再把分子写成平方差。
答题过程
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Using reciprocal identities,
===(cosx+sinx)(cosecx−secx)(cosx+sinx)sinxcosxcosx−sinxsinxcosxcos2x−sin2x21sin2xcos2x=2cot2x.
The identity holds on the common domain sinxcosx=0.
(b)
解法一
思路
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利用 (a) 把原方程转化为余切方程。2x 的范围是从 0 到 2π,需保留两组解并检查原式有定义。
答题过程
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By part (a), the equation is 2cot2x=3, so tan2x=2/3. In 0≤2x≤2π, this gives
2x=2x=arctan(2/3),π+arctan(2/3).
Both have sinxcosx=0. Hence
x=0.294001…,1.864797…,
or x=0.294 and 1.86 to three significant figures.