Краткий ответ:
Докажем, что :
Упростим выражение:
Область значений функции:
Ответ: ; .
Подробный ответ:
Дана функция:
Цель:
Найти область значений функции , то есть минимальное и максимальное значение и .
Шаг 1: Представление функции в виде одного тригонометрического выражения
Функция — линейная комбинация косинуса и синуса одного и того же аргумента :
где , , и .
Существует тригонометрическое тождество, позволяющее представить такую сумму в виде одного синуса или косинуса с фазовым сдвигом:
или
где
и
(или аналогично для ).
Шаг 2: Найдём
Шаг 3: Выражение через синус с углом сдвига
Найдём так, чтобы
Проверим, что это возможно.
Шаг 4: Докажем, что , если
Используем основное тригонометрическое тождество:
Подставляем :
Шаг 5: Перепишем исходное выражение
Шаг 6: Используем формулу разности синусов
Известно, что
Подставим , :
Шаг 7: Значит
Шаг 8: Определяем область значений
Поскольку принимает значения в диапазоне , то
Шаг 9: Умножаем на 5
Итог: