はじめまして。
早速ですが0<=X<2πの時tan2X>=tanxを解いてもらいたいのです。
めちゃくちゃ初歩的なもので申し訳ありません。
★希望★完全解答★
はじめまして。
早速ですが0<=X<2πの時tan2X>=tanxを解いてもらいたいのです。
めちゃくちゃ初歩的なもので申し訳ありません。
★希望★完全解答★
y=tanx と y=tan2x のグラフを書けば一目瞭然です。
答だけ書くと
0≦x<π/4,π/2<x<3π/4,
π≦x<5π/4,3π/2<x<7π/4
これを不等式を解く感覚でやると、初歩的であると言いながら、
結構面倒です。
もっとエレガントな解法がありましたら、
どなたかにお願いしたいと思います。
まず、加法定理から
tan2x=2tanx/(1-tan^2x)より
与えられた不等式は
2tanx/(1-tan^2x)≧tanx・・・① となります。
①の左辺の分母は0ではいけないので|tanx|≠1
すなわち、|tanx|<1 または |tanx|>1
0≦x<2πに配慮して
(1)
0≦x<π/4,3π/4<x<5π/4,7π/4<x<2π・・・②
1-tan^2x>0だから①の不等号の向きはそのままで、変形・整理して
tanx(tan^2x+1)≧0
tan^2x+1>0よりtanx≧0
∴0≦x<π/2,π≦x<3π/2・・・③
②と③の共通部分は
0≦x<π/4,π≦x<5π/4・・・④
(2)
π/4<x<π/2,π/2<x<3π/4,
5π/4<x<3π/2,3π/2<x<7π/4・・・⑤
1-tan^2x<0だから①の不等号の向きに注意して変形・整理すると
tanx(tan^2x+1)≦0
tan^2x+1>0よりtanx≦0
∴π/2<x≦π,3π/2≦x<2π・・・⑥
⑤と⑥の共通部分は
π/2<x<3π/4,3π/2<x<7π/4・・・⑦
④または⑦が答(最初に書きました)となります。