第二節 餘弦函數的解

在這小節,我們尋求餘弦函數方程\(\,a \cos x = b \,\)的解,其中\(\,a \,\)與\(\,b \,\)是實數,及\(\,0^\circ \le x \le 360^\circ\,\) 。

我們有時會用到一些三角恆等式,同學可以到這一頁重溫

例題:

設\(\,2 \cos x = -\sqrt{2}\,\),則\(\, \displaystyle \cos x = -\frac{\sqrt{2}}{2} = -\frac{1}{\sqrt{2}}\,\)。

從以前學過的課件,我們知道如果我們只考慮正值\(\, \displaystyle \cos x = \frac{1}{\sqrt{2}}\,\),其中\(\,x \,\)是銳角,則\(\,x = 45^\circ\,\),並在象限II及III的鈍角的餘弦值是負的。

從三角恆等式,我們知道

  1. \(\,\cos(180 ^\circ – x) = \;–\cos x\,\)。

    當\(\,x = 45^\circ\,\),

    \(\, \displaystyle \cos(180 ^\circ – 45 ^\circ) = \cos 135 ^\circ = \;–\cos45 ^\circ = -\frac{1}{\sqrt{2}} \,\)。

    \(\, \displaystyle \therefore \, \cos 135 ^\circ = \;–\cos45 ^\circ = -\frac{1}{\sqrt{2}} \,\)。

  2. \(\,\cos(180 ^\circ + x) = \;–\cos x\,\)。

    當\(\,x = 45^\circ\,\),

    \(\, \displaystyle \cos(180 ^\circ + 45 ^\circ) = \cos 225 ^\circ = \;–\cos 45 ^\circ = -\frac{1}{\sqrt{2}} \,\)。

    \(\, \displaystyle \therefore \, \cos 225 ^\circ = \;–\cos45 ^\circ = -\frac{1}{\sqrt{2}} \,\)。

因此,在\(\,0^\circ \le x \le 360^\circ\,\)範圍之內,若\(\,2 \cos x = -\sqrt{2}\),則\(\,x = 135^\circ\,\)或\(\,225^\circ\,\)。

在互動素材中,移動數值滑桿\(\,a \,\)與\(\,b \,\)的數值來尋找餘弦函數方程\(\,a \cos x = b \,\)的解,其中\(\,x\,\)是銳角。

請利用專用計算機求以下餘弦函數方程的解,其中\(\,0^\circ \le x \le 360^\circ\,\):(如有需要答案須準確至二位小數)

  1. \(\,4 \cos x = 2\,\)

  2. \(\,3 \cos x = -1\,\)

  3. \(\,\cos x = -0.85\,\)

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