1989 AMC 12 第 28 题

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28.

求方程 tan⁡2x−9tan⁡x+1=0\tan^2x-9\tan x+1=0 在 x=0x=0 与 x=2πx=2\pi 弧度之间的所有根之和。
Find the sum of the roots of tan⁡2x−9tan⁡x+1=0\tan^2x-9\tan x+1=0 that are between x=0x=0 and x=2πx=2\pi radians.
π2\frac\pi2
π\pi
3π2\frac{3\pi}2
3π3\pi
4π4\pi
答案:D
知识点:二次方程三角学代数变形
小提示:
设关于 tan⁡x\tan x 的两个正根为 rr 和 ss
Let the two positive roots in tan⁡x\tan x be rr and ss
大提示:
利用 rs=1rs=1 求出 arctan⁡r+arctan⁡s\arctan r+\arctan s,再计入正切函数的周期
Use rs=1rs=1 to relate arctan⁡r+arctan⁡s,\arctan r+\arctan s, then include the period of tangent
解答:
方程 t2−9t+1=0t^2-9t+1=0 的两个根 r,sr,s 都是正数,并且满足 rs=1rs=1。因此,它们的锐角反正切之和为 π2\frac{\pi}{2}。在 00 与 2π2\pi 之间,每个正切值都出现两次,第二次比第一次增加 π\pi。全部四个根之和为 2(π2)+2π=3π。 2\left(\frac\pi2\right)+2\pi=3\pi\text{。}
所以正确答案是 D。
The two roots r,sr,s of t2−9t+1=0t^2-9t+1=0 are positive and satisfy rs=1.rs=1. Therefore their acute arctangents add to π2.\frac{\pi}{2}. Each tangent value occurs twice between 00 and 2π,2\pi, with the second occurrence shifted by π.\pi. The sum of all four roots is 2(π2)+2π=3π. 2\left(\frac\pi2\right)+2\pi=3\pi.
Thus the correct answer is D.
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