Løse likninger med cosinus.
Introduksjon til cosinuslikninger
I forrige kapittel lærte vi å løse sinuslikninger. Nå skal vi se på cosinuslikninger, som er likninger der den ukjente står inne i en cosinusfunksjon.
Eksempler på cosinuslikninger:
-
-
-
Cosinusfunksjonen har andre symmetriegenskaper enn sinus, noe som påvirker hvordan vi finner løsningene.
Cosinusfunksjonens symmetri
Cosinusfunksjonen har følgende viktige egenskaper:
Verdimengde:
Periode: (funksjonen gjentar seg for hver )
Symmetri: (partallssymmetri om -aksen)
Denne symmetrien betyr at hvis , så er også .
der er et uttrykk med den ukjente , og er en konstant.
Løsbarhet:
- Likningen har løsning bare når
- Hvis , finnes ingen løsning
Steg-for-steg metode
For å løse cosinuslikninger bruker vi følgende fremgangsmåte:
Forklaring:
- gir hovedløsningen i
- kommer fra cosinusfunksjonens symmetri
- gir alle periodiske løsninger
| Funksjon | Generell løsning |
|---|---|
| eller | |
For cosinus bruker vi i stedet for to separate uttrykk.
Løs likningen
ligger mellom og , så likningen har løsning.
Finn hovedløsningen
Skriv generell løsning
Løsninger i :
- (n = 0, positivt fortegn)
- (n = 1, negativt fortegn)
Svar: , . I : og .
Gjør dette i GeoGebra
Utforsk: Løsningene av cos x = 0,5 grafisk
Skriv inn én linje om gangen i inntastingsfeltet:
f(x) = cos(x) g(x) = 0.5 Skjæring(f, g, 0, 2pi)
Med språket satt til norsk forstår GeoGebra kommandonavnene både på norsk og engelsk.
Løs likningen . Finn generell løsning og alle løsninger i .
Løs likningen
Skriv generell løsning
Løsninger i :
-
-
Kontroll:
Svar: , . I : og .
Løs likningen . Finn alle løsninger i .
Løs likningene: a) b) c)
Generell løsning:
Dette kan skrives enklere som: (alle oddetalls-multipler av )
b)
Generell løsning: (bare en løsning per periode)
c)
Generell løsning:
Svar: a) b) c) ,
Løs likningen og finn alle løsninger i intervallet .
Likninger på formen
Når argumentet inneholder en faktor , må vi løse for hele argumentet først, og deretter dele på .
1. Sett og løs
2. Få
3. Del på :
Generell løsning:
Løs likningen . Finn alle løsninger i .
Sett
Finn generell løsning for
Sett inn og løs for
Finn løsninger i
Med positivt fortegn ():
- :
- :
Med negativt fortegn ():
- :
- :
Svar:
Løs likningen . Finn alle løsninger i .
Løs likningen . Finn alle løsninger i .
Løs for argumentet
(forenklet form for )
Del på 3
List opp løsninger i
- :
- :
- :
- :
- :
- :
Svar:
Løs likningen . Finn alle løsninger i .
Likninger på formen
Når argumentet også inneholder en konstant , må vi ta hensyn til denne i løsningen.
1. Sett og løs
2. Få
3. Sett inn og løs for :
Generell løsning:
Løs likningen
Sett
Finn løsning for
Sett inn og løs for
To løsningsrekker:
-
-
Generell løsning: eller
Løsninger i : og
Svar: eller ,
Løs likningen . Finn alle løsninger i .
Løs likningen . Finn alle løsninger i .
La
Sett inn og løs for
Med positivt fortegn:
Med negativt fortegn:
Løsninger i :
- Fra : og
- Fra :
Svar: , og
Løs likningen . Finn alle løsninger i .
Sammenlikning: Sinus vs. Cosinus
Det er viktig å forstå forskjellene mellom løsningsmetodene for sinus- og cosinuslikninger.
Cosinuslikning :
Merk:
- Sinus: To separate uttrykk ( og )
- Cosinus: Ett uttrykk med
Løs både og i .
Løsninger: og
Cosinuslikning:
Med +:
Med -:
Løsninger: og
Observasjon: Begge gir to løsninger per periode, men på forskjellige steder.
Svar: gir og . gir og .
Løs både og i . Hvilken likning har løsninger i tredje kvadrant?
Likninger uten løsning
En cosinuslikning har ingen løsning hvis .
Undersøk om likningen har noen løsning.
Siden verdimengden til cosinus er , og , kan aldri være lik .
Konklusjon: Likningen har ingen løsning.
På samme måte har ingen løsning siden .
Avgjør hvilke av følgende likninger som har løsning:
a)
b)
c)
d)
Praktiske anvendelser
Cosinuslikninger dukker opp i mange praktiske sammenhenger, spesielt i periodiske fenomener.
der er temperaturen i grader Celsius og er antall måneder etter 1. januar.
a) Når er temperaturen grader?
b) Når er temperaturen under grader?
La :
I løpet av et år ():
- (mars)
- (november)
Svar a): Temperaturen er 17 grader ved (1. mars) og (1. november).
b) Finn når :
Cosinus er mindre enn når argumentet er mellom og (pluss perioder).
Svar b): Temperaturen er under 7 grader når , altså fra 1. mai til 1. september (vinter på den sørlige halvkulen).
En pendel svinger slik at posisjonen er gitt ved cm, der er tid i sekunder.
a) Når er pendelen i posisjon cm for første gang?
b) Hvor ofte passerer pendelen gjennom ?
En lydbølge beskrives av trykket , der Hz (tonen A).
Når er trykket maksimalt () i løpet av de første 10 millisekunder?
sekunder
I løpet av 10 ms ():
Perioden er sekunder.
- : ms
- : ms
- : ms
- : ms
- : ms
Svar: Trykket er maksimalt ved , , , og ms.
En vekselspenning er gitt ved volt.
a) Finn alle tidspunkter i det første sekundet der spenningen er volt.
b) Hvor mange ganger per sekund er spenningen null?
I en trekant ABC er , og vi vet at .
a) Finn i grader.
b) Finn .
Bruker kalkulator:
b) Finn :
Bruker identiteten :
(positiv siden er en vinkel i en trekant)
Merk: Vinkelen er like stor som vinkelen mellom hypotenusen og kateten i en rettvinklet 3-4-5-trekant. Trekanten selv trenger ikke å være rettvinklet.
Svar: a) b)
En vinkel i en rettvinklet trekant oppfyller . Finn og .
Løs likningen
Omform likningen
Løs for
Løs for
Kombinert løsning i :
Alternativ: Bruk identiteten :
Svar: , . I : .
Løs likningen i .
Løs likningen og gi svaret i grader. Finn alle løsninger i .
Finn hovedløsningen
Skriv generell løsning
Finn løsninger i
- Med +:
- Med -:
Svar: og
Løs likningen og gi svaret i grader. Finn alle løsninger i .
1. Sjekk om
2. Finn
3. Bruk for å få begge løsningsrekker
4. Husk å dele på hvis argumentet er
5. Juster for faseforskyvning
6. List opp løsninger i gitt intervall
Oppsummering
Hovedpunkter
1. Generell løsning av :
2. For :
3. Symmetri: gir i løsningsformelen
4. Løsbarhet: Kun løsning når
5. Antall løsninger: Per periode :
- Generelt 2 løsninger
- 1 løsning hvis
- 0 løsninger hvis
Dette kapitlet er skrevet av Anthropics toppmodeller (Claude Opus og Claude Fable) og er foreløpig ikke manuelt gjennomgått — kvalitetskontrollen gjøres av uavhengige KI-agenter, og innmeldte feil rettes fortløpende. Funnet en feil? Meld fra, så retter vi den. Les mer om hvordan innholdet lages.
