Zadanie 7 · 4 pkt · otwarte

Równanie sin(6x) − 2sin(2x) = 0

Rozwiąż równaniesin⁡(6x)−2sin⁡(2x)=0\sin(6x) - 2\sin(2x) = 0Zapisz obliczenia.

Pokaż odpowiedź i rozwiązanieSpróbuj najpierw sam(a), potem sprawdź.

Rozwiązanie krok po kroku

  1. Zapisujemy 6x=4x+2x6x = 4x + 2x i stosujemy wzór na sinus sumy.

    sin⁡(4x)cos⁡(2x)+cos⁡(4x)sin⁡(2x)−2sin⁡(2x)=0\sin(4x)\cos(2x) + \cos(4x)\sin(2x) - 2\sin(2x) = 0

    Do tego miejsca: 1 pkt

  2. Stosujemy wzory na sinus i cosinus podwojonego kąta dla kąta 2x2x⁠.

    2sin⁡(2x)cos⁡2(2x)+[2cos⁡2(2x)−1]sin⁡(2x)−2sin⁡(2x)=02\sin(2x)\cos^2(2x) + [2\cos^2(2x) - 1]\sin(2x) - 2\sin(2x) = 0
  3. Wyłączamy sin⁡(2x)\sin(2x) przed nawias; iloczyn jest równy zero, gdy jeden z czynników jest równy zero.

    sin⁡(2x)[4cos⁡2(2x)−3]=0  ⇔  sin⁡(2x)=0  ∨  cos⁡2(2x)=34\sin(2x)[4\cos^2(2x) - 3] = 0 \;\Leftrightarrow\; \sin(2x) = 0 \;\lor\; \cos^2(2x) = \dfrac{3}{4}

    Do tego miejsca: 2 pkt

  4. Rozwiązujemy równanie sin⁡(2x)=0\sin(2x) = 0⁠.

    2x=πk  ⇔  x=πk2,k∈Z2x = \pi k \;\Leftrightarrow\; x = \dfrac{\pi k}{2}, \quad k \in \mathbb{Z}

    Do tego miejsca: 3 pkt

  5. Równanie cos⁡2(2x)=34\cos^2(2x) = \frac{3}{4} oznacza, że cos⁡(2x)=32\cos(2x) = \frac{\sqrt{3}}{2} albo cos⁡(2x)=−32\cos(2x) = -\frac{\sqrt{3}}{2}⁠.

    2x=±π6+2πk  ∨  2x=±5π6+2πk,k∈Z2x = \pm\dfrac{\pi}{6} + 2\pi k \;\lor\; 2x = \pm\dfrac{5\pi}{6} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}
  6. Dzielimy obie strony przez 22 i otrzymujemy pozostałe rozwiązania.

    x=±π12+πk  ∨  x=±5π12+πk,k∈Zx = \pm\dfrac{\pi}{12} + \pi k \;\lor\; x = \pm\dfrac{5\pi}{12} + \pi k, \quad k \in \mathbb{Z}

    Do tego miejsca: 4 pkt

  7. Ponieważ 5π12=−π12+π2\frac{5\pi}{12} = -\frac{\pi}{12} + \frac{\pi}{2}⁠, cztery ostatnie serie można zapisać krócej.

    x=πk2  ∨  x=−π12+πk2  ∨  x=π12+πk2,k∈Zx = \dfrac{\pi k}{2} \;\lor\; x = -\dfrac{\pi}{12} + \dfrac{\pi k}{2} \;\lor\; x = \dfrac{\pi}{12} + \dfrac{\pi k}{2}, \quad k \in \mathbb{Z}

Odpowiedź

x=πk2x = \frac{\pi k}{2} lub x=−π12+πk2x = -\frac{\pi}{12} + \frac{\pi k}{2} lub x=π12+πk2x = \frac{\pi}{12} + \frac{\pi k}{2}⁠, gdzie k∈Zk \in \mathbb{Z}

Jak to jest punktowane

Za rozwiązanie jest jeden poziom — najwyższy, który spełnia.

  • 4 pktzastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik, np.: πk2\frac{\pi k}{2} oraz −π12+πk2-\frac{\pi}{12} + \frac{\pi k}{2} oraz π12+πk2\frac{\pi}{12} + \frac{\pi k}{2}⁠, gdzie k∈Zk \in \mathbb{Z}⁠.
  • 3 pktprzekształcenie równania do postaci alternatywy równań trygonometrycznych i rozwiązanie jednego z równań tej alternatywy, np.:• (sin⁡(2x)=0\sin(2x) = 0 lub cos⁡2(2x)=34\cos^2(2x) = \frac{3}{4}⁠) orazx=πk2x = \frac{\pi k}{2} (rozwiązania równania sin⁡(2x)=0\sin(2x) = 0⁠)• (sin⁡(2x)=0\sin(2x) = 0 lub cos⁡(2x)=−32\cos(2x) = -\frac{\sqrt{3}}{2} lub cos⁡(2x)=32\cos(2x) = \frac{\sqrt{3}}{2}⁠) orazx=−5π12+πkx = -\frac{5\pi}{12} + \pi k oraz x=5π12+πkx = \frac{5\pi}{12} + \pi k (rozwiązania równania cos⁡(2x)=−32\cos(2x) = -\frac{\sqrt{3}}{2}⁠)• (sin⁡(2x)=0\sin(2x) = 0 lub cos⁡(4x)=12\cos(4x) = \frac{1}{2}⁠) orazx=−π12+πk2x = -\frac{\pi}{12} + \frac{\pi k}{2} oraz x=π12+πk2x = \frac{\pi}{12} + \frac{\pi k}{2} (rozwiązania równania cos⁡(4x)=12\cos(4x) = \frac{1}{2}⁠)• (sin⁡(2x)=0\sin(2x) = 0 lub sin⁡(2x)=−12\sin(2x) = -\frac{1}{2} lub sin⁡(2x)=12\sin(2x) = \frac{1}{2}⁠) orazx=−π12+πkx = -\frac{\pi}{12} + \pi k oraz x=−5π12+πkx = -\frac{5\pi}{12} + \pi k (rozwiązania równania sin⁡(2x)=−12\sin(2x) = -\frac{1}{2}⁠),gdzie k∈Zk \in \mathbb{Z}⁠.
  • 2 pktprzekształcenie równania do postaci alternatywy równań trygonometrycznych, np.:sin⁡(2x)=0\sin(2x) = 0 lub cos⁡2(2x)=34\cos^2(2x) = \frac{3}{4}⁠,sin⁡(2x)=0\sin(2x) = 0 lub cos⁡(2x)=−32\cos(2x) = -\frac{\sqrt{3}}{2} lub cos⁡(2x)=32\cos(2x) = \frac{\sqrt{3}}{2}⁠,sin⁡(2x)=0\sin(2x) = 0 lub 2cos⁡(4x)−1=02\cos(4x) - 1 = 0⁠,sin⁡(2x)=0\sin(2x) = 0 lub 4sin⁡2(2x)−1=04\sin^2(2x) - 1 = 0⁠.
  • 1 pktzastosowanie wzoru na sinus sumy i przekształcenie równania do postaci sin⁡(4x)cos⁡(2x)+cos⁡(4x)sin⁡(2x)−2sin⁡(2x)=0\sin(4x)\cos(2x) + \cos(4x)\sin(2x) - 2\sin(2x) = 0 (dla sposobu I)ALBO– zastosowanie wzoru na różnicę sinusów i przekształcenie równania do postaci 2cos⁡(4x)sin⁡(2x)−sin⁡(2x)=02\cos(4x)\sin(2x) - \sin(2x) = 0 (dla sposobu II),ALBO– zastosowanie wzoru na sinus potrojonego kąta i przekształcenie równania do postaci −4sin⁡3(2x)+3sin⁡(2x)−2sin⁡(2x)=0-4\sin^3(2x) + 3\sin(2x) - 2\sin(2x) = 0 (dla sposobu III).

Uznawane są też inne sposoby rozwiązania

  • Różnica sinusów: sin⁡(6x)−sin⁡(2x)=2cos⁡(4x)sin⁡(2x)\sin(6x) - \sin(2x) = 2\cos(4x)\sin(2x)⁠, więc równanie ma postać 2cos⁡(4x)sin⁡(2x)−sin⁡(2x)=02\cos(4x)\sin(2x) - \sin(2x) = 0⁠, czyli sin⁡(2x)[2cos⁡(4x)−1]=0\sin(2x)[2\cos(4x) - 1] = 0⁠.
  • Sinus potrojonego kąta: sin⁡(6x)=sin⁡(3⋅2x)=3sin⁡(2x)−4sin⁡3(2x)\sin(6x) = \sin(3 \cdot 2x) = 3\sin(2x) - 4\sin^3(2x)⁠, więc −4sin⁡3(2x)+3sin⁡(2x)−2sin⁡(2x)=0-4\sin^3(2x) + 3\sin(2x) - 2\sin(2x) = 0⁠, czyli sin⁡(2x)[1−4sin⁡2(2x)]=0\sin(2x)[1 - 4\sin^2(2x)] = 0⁠.

Uwagi z zasad oceniania CKE

  • 1. a) Jeżeli zdający popełni błędy, które nie są rachunkowe, nie zrealizuje wymagań z kryterium za 1 punkt, przekształci równanie do postaci sin⁡(2x)⋅f(x)=0\sin(2x) \cdot f(x) = 0⁠, to może otrzymać co najwyżej 1 punkt za całe rozwiązanie (za rozwiązanie równania sin⁡(2x)=0\sin(2x) = 0⁠).
  • b) Jeżeli zdający zrealizuje wymagania z kryterium za 1 punkt, a następnie popełni błędy, które nie są rachunkowe, przekształci równanie do postaci sin⁡(2x)⋅f(x)=0\sin(2x) \cdot f(x) = 0 i rozwiąże równanie sin⁡(2x)=0\sin(2x) = 0⁠, to otrzymuje 2 punkty za całe rozwiązanie.
  • 2. Jeżeli zdający popełni tylko błędy rachunkowe i przekształci równanie do postaci sin⁡(2x)⋅f(x)=0\sin(2x) \cdot f(x) = 0⁠, gdzie funkcja trygonometryczna ff nie ma miejsc zerowych lub równanie trygonometryczne f(x)=0f(x) = 0 ma jedną serię rozwiązań w zbiorze liczb rzeczywistych, oraz rozwiąże równanie sin⁡(2x)=0\sin(2x) = 0⁠, otrzymując x=πk2x = \frac{\pi k}{2}⁠, to może otrzymać co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie, o ile nie nabył praw do innej punktacji.
  • 3. Jeżeli zdający przyjmie u=2xu = 2x i rozwiąże równanie sin⁡(3u)−2sin⁡u=0\sin(3u) - 2\sin u = 0 (lub równanie −4sin⁡3u+3sin⁡u−2sin⁡u=0-4\sin^3 u + 3\sin u - 2\sin u = 0⁠) i na tym zakończy lub dalej popełni błędy, to otrzymuje 3 punkty.

Chcesz rozwiązywać to zadanie z podpowiedziami? Zapisz się na listę oczekujących

Źródło: CKE, matura maj 2026, poziom rozszerzony, zadanie 7