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高中數學一題(三倍角公式的應用)

高中數學一題(三倍角公式的應用)

求滿足方程式
  y = 4(x^3)  - 3x
{ z = 4(y^3)  - 3y   的實數 x,y,z.
  x = 4(z^3)  - 3z

答案為(x,y,z) = (cos Θ , cos 3Θ , cos 9Θ )  ,   a = kπ/13 或 kπ/14   k = 0 ,1,2,....13

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三倍角公式
cos3x=4(cosx)^3-3cosx
假設x=cosΘ (但問題是,x的範圍限制在-1和1之間嗎?)
則可推得x,y,z之值分別為cos Θ , cos 3Θ , cos 9Θ
但最後一個式子得到 x=cos 27Θ=cosΘ
解出Θ即可
這是其中一組解
應該還有其他組~~!?

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求滿足方程組y=4x33xz=4y33yx=4z33z的實數(xyz)
(北京市1990年奧賽集訓題)
分析:
方程組中的每一個方程式類似於三倍角公式cos3=4cos33cos。這就給我們提供了數學模型,但xyz均不能大於1。

解:
x1,由y=4x33x=x3+3x(x21),知yx,同理zyxz,則互相矛盾,所以xyz均小於等於1,設x=cos0 ,則原方程式可化為y=cos3z=cos9x=cos27cos=cos27
解方程式coscos27=0sin13sin14=0sin13=0sin14=0=k13k=01213=k14k=1213
(xyz)=(coscos3cos9)共27個解。


103.8.7補充類題
這些都是輪換的聯立方程式,可是解法卻差很多,你能否比較其中的差異呢?
為什麼前面的題目知道用三角函數代換,而接下來的題目卻不用?那你能不能判斷什麼時候要用三角函數什麼時候不用?不用三角函數的話還有什麼方法可以解這類聯立方程式?
x=12z21+36z2y=12x21+36x2z=12y21+36y2,則x+y+z=
(101中正高中,https://math.pro/db/thread-1422-1-1.html)

解方程組1+x2=2y1+y2=2z1+z2=2x

103.8.28補充
求聯立方程組x+x1=yy+y1=zz+z1=x之實數解。
(88全國高中數學能力競賽(二)台南一中,https://math.pro/db/viewthread.php?tid=680&page=3#pid9514)

109.5.23補充
已知實數abc滿足\cases{a(4-b)=4 \cr b(4-c)=4 \cr c(4-a)=4},則a+b+c=   
(109中正預校,https://math.pro/db/viewthread.php?tid=3325&page=3#pid21184)

111.3.22補充
a,b,c皆為整數,試求滿足方程組\cases{ab+5=c \cr bc+1=a \cr ca+b=1}的所有解(a,b,c)=   
(110高中數學能力競賽第四區筆試二,https://math.pro/db/thread-3612-1-1.html)

附件

數學教學1996年第5期.pdf (1.64 MB)

2014-8-6 22:03, 下載次數: 8015

數學奧林匹克教程.gif (10.68 KB)

2020-6-26 11:44

數學奧林匹克教程.gif

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