Disequazioni goniometriche elementari
Le disequazioni goniometriche elementari si presentano con una funzione goniometrica posta maggiore, minore, maggiore o uguale, minore o uguale a un numero reale; le disequazioni goniometriche elementari, quindi, possono essere di questi tipi:
In alcuni casi, queste disequazioni possono essere risolte immediatamente; infatti, considerando che il seno e il coseno di un angolo sono sempre compresi tra -1 e 1, possiamo affermare che:
- le disequazioni del tipo (sin x sempre soddisfatte;
- le disequazioni del tipo (sin x non sono mai soddisfatte.
Esempio:
Risolviamo la seguente disequazione elementare:
Sappiamo che (
Per prima cosa, consideriamo l'equazione associata (
Le soluzioni della disequazione sono date da tutti i punti, sulla circonferenza goniometriche, che hanno ordinata maggiore delle ordinate dei punti P e Q; tali punti si trovano, quindi, al di sopra di questi punti, e gli angoli che li individuano appartengono al seguente intervallo, che costituisce le soluzioni della disequazione:
Per ulteriori approfondimenti sulle funzioni goniometriche e sulle loro proprietà vedi anche qua
Disequazioni riconducibili a disequazioni elementari
Alcune disequazioni possono presentarsi in una forma più complessa, ma possono essere ricondotte, mediante raccoglimenti a fattore comune, o altre scomposizioni, a disequazioni elementari.
Vediamo un esempio:
Consideriamo la seguente disequazione:
Risolviamo, per prima cosa, l'equazione associata, e individuiamo i valori di (cos x) che soddisfano l'equazione:
Poiché la disequazione è maggiore di zero, essa è soddisfatta per valori esterni all'intervallo delle radici:
Ora, sappiamo che
Notiamo che il coseno assume il valore
Disequazioni lineari in seno e coseno
Le disequazioni lineari in seno e coseno si presentano in questa forma:
Possiamo risolvere questo tipo di equazioni in diversi modi; consideriamo, per il momento, la disequazione con il simbolo >; i ragionamenti fatti si possono applicare anche agli altri casi.
Risoluzione con il metodo grafico
Così come per le equazioni lineari, anche in questo caso si pone (sin x = Y) e (cos x = X), e si trovano le intersezioni della retta di equazione (aX + by + c = 0) con la circonferenza goniometrica.
Dopo aver determinato tali punti, si individuano i punti della circonferenza goniometrica che appartengono al semipiano (
Risoluzione con i metodi algebrici
Per risolvere con metodi algebrici una disequazione lineare in seno e coseno, possiamo utilizzare due diverse strategie.
- Primo metodo: possiamo utilizzare le formule parametriche razionali, trasformando la disequazione in seno e coseno in una disequazione in ([math]t = tan \frac{x}{2}[/math]);
- Secondo metodo: possiamo trasformare il primo membro della disequazione nella forma:[math]A \cdot sin(x + \alpha) + B[/math]
e risolvere poi la disequazione elementare che ne deriva.