Дано неравенство:
$$\cos{\left(3 x \right)} > \frac{1}{3}$$
Чтобы решить это нер-во - надо сначала решить соотвествующее уравнение:
$$\cos{\left(3 x \right)} = \frac{1}{3}$$
Решаем:
Дано уравнение
$$\cos{\left(3 x \right)} = \frac{1}{3}$$
- это простейшее тригонометрическое уравнение
Это уравнение преобразуется в
$$3 x = 2 \pi n + \operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}$$
$$3 x = 2 \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}$$
Или
$$3 x = 2 \pi n + \operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}$$
$$3 x = 2 \pi n - \pi + \operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}$$
, где n - любое целое число
Разделим обе части полученного уравнения на
$$3$$
получим промежуточный ответ:
$$x = \frac{2 \pi n}{3} + \frac{\operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}}{3}$$
$$x = \frac{2 \pi n}{3} - \frac{\pi}{3} + \frac{\operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}}{3}$$
$$x_{1} = \frac{2 \pi n}{3} + \frac{\operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}}{3}$$
$$x_{2} = \frac{2 \pi n}{3} - \frac{\pi}{3} + \frac{\operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}}{3}$$
$$x_{1} = \frac{2 \pi n}{3} + \frac{\operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}}{3}$$
$$x_{2} = \frac{2 \pi n}{3} - \frac{\pi}{3} + \frac{\operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}}{3}$$
Данные корни
$$x_{1} = \frac{2 \pi n}{3} + \frac{\operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}}{3}$$
$$x_{2} = \frac{2 \pi n}{3} - \frac{\pi}{3} + \frac{\operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}}{3}$$
являются точками смены знака неравенства в решениях.
Сначала определимся со знаком до крайней левой точки:
$$x_{0} < x_{1}$$
Возьмём например точку
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(\frac{2 \pi n}{3} + \frac{\operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}}{3}\right) - \frac{1}{10}$$
=
$$\frac{2 \pi n}{3} - \frac{1}{10} + \frac{\operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}}{3}$$
подставляем в выражение
$$\cos{\left(3 x \right)} > \frac{1}{3}$$
$$\cos{\left(3 \cdot \left(\frac{2 \pi n}{3} - \frac{1}{10} + \frac{\operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}}{3}\right) \right)} > \frac{1}{3}$$
cos(3/10 - acos(1/3)) > 1/3
значит одно из решений нашего неравенства будет при:
$$x < \frac{2 \pi n}{3} + \frac{\operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}}{3}$$
_____ _____
\ /
-------ο-------ο-------
x_1 x_2Другие решения неравенства будем получать переходом на следующий полюс
и т.д.
Ответ:
$$x < \frac{2 \pi n}{3} + \frac{\operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}}{3}$$
$$x > \frac{2 \pi n}{3} - \frac{\pi}{3} + \frac{\operatorname{acos}{\left(\frac{1}{3} \right)}}{3}$$