6.4 Solve Simple Trigonometric Equations

求解简单三角函数方程 - 练习题

练习题 / Exercises

练习说明

以下练习题按照难度递增排列,建议按顺序完成。每道题都包含详细的解题步骤和答案。

基础练习 / Basic Exercises

简单

练习1:求解 sin θ = 1/2

Find the solutions of the equation sin θ = 1/2 in the interval 0 ≤ θ ≤ 360°.
在区间 0 ≤ θ ≤ 360° 内求解方程 sin θ = 1/2。
解题步骤:

1. 使用计算器:sin⁻¹(1/2) = 30°

2. 由于 sin θ 在第一象限和第二象限都是正值,我们需要找到两个解:

• θ = 30°(第一象限)

• θ = 180° - 30° = 150°(第二象限)

3. 因此,在区间 0 ≤ θ ≤ 360° 内,解为 θ = 30° 和 θ = 150°

简单

练习2:求解 cos x = √3/2

Solve, in the interval 0 < x ≤ 360°, cos x = √3/2
在区间 0 < x ≤ 360° 内求解 cos x = √3/2
解题步骤:

1. 使用计算器:cos⁻¹(√3/2) = 30°

2. 由于 cos x 在第一象限和第四象限都是正值,我们需要找到两个解:

• x = 30°(第一象限)

• x = 360° - 30° = 330°(第四象限)

3. 因此,在区间 0 < x ≤ 360° 内,解为 x = 30° 和 x = 330°

简单

练习3:求解 tan x = 1

Find solutions to the equation tan x = 1 in the range 0 ≤ x ≤ 360°.
在区间 0 ≤ x ≤ 360° 内求解方程 tan x = 1。
解题步骤:

1. 使用计算器:tan⁻¹(1) = 45°

2. 由于 tan x 的周期是 180°,我们需要找到在给定区间内的解:

• x = 45°(第一象限)

• x = 45° + 180° = 225°(第三象限)

3. 因此,在区间 0 ≤ x ≤ 360° 内,解为 x = 45° 和 x = 225°

中等练习 / Intermediate Exercises

中等

练习4:求解 sin θ = -1/2

Solve, in radians to 3 significant figures, 5 sin x = -2 in the interval 0 ≤ x ≤ 2π.
在区间 0 ≤ x ≤ 2π 内求解 5 sin x = -2,答案用弧度表示,保留3位有效数字。
解题步骤:

1. 首先化简方程:sin x = -2/5 = -0.4

2. 使用计算器:sin⁻¹(-0.4) = -0.411 弧度

3. 由于 sin x 在第三象限和第四象限都是负值,我们需要找到在给定区间内的解:

• x = π + 0.411 = 3.553 弧度(第三象限)

• x = 2π - 0.411 = 5.872 弧度(第四象限)

4. 因此,在区间 0 ≤ x ≤ 2π 内,解为 x = 3.55 弧度和 x = 5.87 弧度(保留3位有效数字)

中等

练习5:求解 cos x = -√2/2

Solve, in the interval 0 < x ≤ 360°, cos x = -√2/2
在区间 0 < x ≤ 360° 内求解 cos x = -√2/2
解题步骤:

1. 使用计算器:cos⁻¹(-√2/2) = 135°

2. 由于 cos x 在第二象限和第三象限都是负值,我们需要找到两个解:

• x = 135°(第二象限)

• x = 360° - 135° = 225°(第三象限)

3. 因此,在区间 0 < x ≤ 360° 内,解为 x = 135° 和 x = 225°

中等

练习6:求解 tan x = -√3

Find solutions to the equation tan x = -√3 in the range 0 ≤ x ≤ 360°.
在区间 0 ≤ x ≤ 360° 内求解方程 tan x = -√3。
解题步骤:

1. 使用计算器:tan⁻¹(-√3) = -60°

2. 由于 tan x 的周期是 180°,我们需要找到在给定区间内的解:

• x = -60° + 180° = 120°(第二象限)

• x = 120° + 180° = 300°(第四象限)

3. 因此,在区间 0 ≤ x ≤ 360° 内,解为 x = 120° 和 x = 300°

进阶练习 / Advanced Exercises

困难

练习7:求解 sin θ = √3 cos θ

Find the values of θ in the interval 0 ≤ θ ≤ 2π that satisfy the equation sin θ = √3 cos θ.
在区间 0 ≤ θ ≤ 2π 内找到满足方程 sin θ = √3 cos θ 的 θ 值。
解题步骤:

1. 将方程两边除以 cos θ:sin θ/cos θ = √3

2. 使用恒等式:tan θ = √3

3. 使用计算器:tan⁻¹(√3) = π/3

4. 由于 tan θ 的周期是 π,在区间 0 ≤ θ ≤ 2π 内:

• θ = π/3(第一象限)

• θ = π/3 + π = 4π/3(第三象限)

5. 因此,解为 θ = π/3 和 θ = 4π/3

困难

练习8:求解 2 sin θ = 3 cos θ

Solve, in the interval 0 ≤ θ ≤ 360°, 2 sin θ = 3 cos θ
在区间 0 ≤ θ ≤ 360° 内求解 2 sin θ = 3 cos θ
解题步骤:

1. 将方程两边除以 cos θ:2 sin θ/cos θ = 3

2. 使用恒等式:2 tan θ = 3,所以 tan θ = 3/2

3. 使用计算器:tan⁻¹(3/2) = 56.31°

4. 由于 tan θ 的周期是 180°,在区间 0 ≤ θ ≤ 360° 内:

• θ = 56.31°(第一象限)

• θ = 56.31° + 180° = 236.31°(第三象限)

5. 因此,解为 θ = 56.3° 和 θ = 236.3°(保留1位小数)

困难

练习9:求解 sin θ + cos θ = 0

Solve, in the interval 0 ≤ θ ≤ 2π, sin θ + cos θ = 0
在区间 0 ≤ θ ≤ 2π 内求解 sin θ + cos θ = 0
解题步骤:

1. 将方程重写为:sin θ = -cos θ

2. 两边除以 cos θ:sin θ/cos θ = -1

3. 使用恒等式:tan θ = -1

4. 使用计算器:tan⁻¹(-1) = -π/4

5. 由于 tan θ 的周期是 π,在区间 0 ≤ θ ≤ 2π 内:

• θ = -π/4 + π = 3π/4(第二象限)

• θ = 3π/4 + π = 7π/4(第四象限)

6. 因此,解为 θ = 3π/4 和 θ = 7π/4

综合练习 / Comprehensive Exercises

综合

练习10:多解问题

Find all solutions to the equation sin²θ = 1/4 in the interval 0 ≤ θ ≤ 360°.
在区间 0 ≤ θ ≤ 360° 内找到方程 sin²θ = 1/4 的所有解。
解题步骤:

1. 取平方根:sin θ = ±1/2

2. 情况1:sin θ = 1/2

• θ = 30° 或 θ = 150°

3. 情况2:sin θ = -1/2

• θ = 210° 或 θ = 330°

4. 因此,所有解为:θ = 30°, 150°, 210°, 330°

练习建议

1. 先完成基础练习,确保掌握基本概念

2. 逐步挑战中等和困难题目

3. 注意检查解是否在给定区间内

4. 验证答案的正确性

5. 多练习不同类型的题目以提高熟练度