解答
tan(x)3=(2tan(x))(2cos(x))
解答
x=0.80515…+2πn,x=2π−0.80515…+2πn
+1
度数
x=46.13190…∘+360∘n,x=313.86809…∘+360∘n求解步骤
tan(x)3=(2tan(x))(2cos(x))
两边减去 2tan(x)2cos(x)tan(x)3−4tan(x)cos(x)=0
化简 tan(x)3−4tan(x)cos(x):tan(x)3−4tan2(x)cos(x)
tan(x)3−4tan(x)cos(x)
将项转换为分式: 4tan(x)cos(x)=tan(x)4tan(x)cos(x)tan(x)=tan(x)3−tan(x)4tan(x)cos(x)tan(x)
因为分母相等,所以合并分式: ca±cb=ca±b=tan(x)3−4tan(x)cos(x)tan(x)
3−4tan(x)cos(x)tan(x)=3−4tan2(x)cos(x)
3−4tan(x)cos(x)tan(x)
4tan(x)cos(x)tan(x)=4tan2(x)cos(x)
4tan(x)cos(x)tan(x)
使用指数法则: ab⋅ac=ab+ctan(x)tan(x)=tan1+1(x)=4cos(x)tan1+1(x)
数字相加:1+1=2=4cos(x)tan2(x)
=3−4tan2(x)cos(x)
=tan(x)3−4tan2(x)cos(x)
tan(x)3−4tan2(x)cos(x)=0
g(x)f(x)=0⇒f(x)=03−4tan2(x)cos(x)=0
用 sin, cos 表示3−4(cos(x)sin(x))2cos(x)=0
化简 3−4(cos(x)sin(x))2cos(x):cos(x)3cos(x)−4sin2(x)
3−4(cos(x)sin(x))2cos(x)
4(cos(x)sin(x))2cos(x)=cos(x)4sin2(x)
4(cos(x)sin(x))2cos(x)
(cos(x)sin(x))2=cos2(x)sin2(x)
(cos(x)sin(x))2
使用指数法则: (ba)c=bcac=cos2(x)sin2(x)
=4⋅cos2(x)sin2(x)cos(x)
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=cos2(x)sin2(x)⋅4cos(x)
约分:cos(x)=cos(x)4sin2(x)
=3−cos(x)4sin2(x)
将项转换为分式: 3=cos(x)3cos(x)=cos(x)3cos(x)−cos(x)4sin2(x)
因为分母相等,所以合并分式: ca±cb=ca±b=cos(x)3cos(x)−4sin2(x)
cos(x)3cos(x)−4sin2(x)=0
g(x)f(x)=0⇒f(x)=03cos(x)−4sin2(x)=0
两边加上 4sin2(x)3cos(x)=4sin2(x)
两边进行平方(3cos(x))2=(4sin2(x))2
两边减去 (4sin2(x))29cos2(x)−16sin4(x)=0
分解 9cos2(x)−16sin4(x):(3cos(x)+4sin2(x))(3cos(x)−4sin2(x))
9cos2(x)−16sin4(x)
将 9cos2(x)−16sin4(x) 改写为 (3cos(x))2−(4sin2(x))2
9cos2(x)−16sin4(x)
将 9 改写为 32=32cos2(x)−16sin4(x)
将 16 改写为 42=32cos2(x)−42sin4(x)
使用指数法则: abc=(ab)csin4(x)=(sin2(x))2=32cos2(x)−42(sin2(x))2
使用指数法则: ambm=(ab)m32cos2(x)=(3cos(x))2=(3cos(x))2−42(sin2(x))2
使用指数法则: ambm=(ab)m42(sin2(x))2=(4sin2(x))2=(3cos(x))2−(4sin2(x))2
=(3cos(x))2−(4sin2(x))2
使用平方差公式: x2−y2=(x+y)(x−y)(3cos(x))2−(4sin2(x))2=(3cos(x)+4sin2(x))(3cos(x)−4sin2(x))=(3cos(x)+4sin2(x))(3cos(x)−4sin2(x))
(3cos(x)+4sin2(x))(3cos(x)−4sin2(x))=0
分别求解每个部分3cos(x)+4sin2(x)=0or3cos(x)−4sin2(x)=0
3cos(x)+4sin2(x)=0:x=arccos(−8−3+73)+2πn,x=−arccos(−8−3+73)+2πn
3cos(x)+4sin2(x)=0
使用三角恒等式改写
3cos(x)+4sin2(x)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=3cos(x)+4(1−cos2(x))
(1−cos2(x))⋅4+3cos(x)=0
用替代法求解
(1−cos2(x))⋅4+3cos(x)=0
令:cos(x)=u(1−u2)⋅4+3u=0
(1−u2)⋅4+3u=0:u=−8−3+73,u=83+73
(1−u2)⋅4+3u=0
展开 (1−u2)⋅4+3u:4−4u2+3u
(1−u2)⋅4+3u
=4(1−u2)+3u
乘开 4(1−u2):4−4u2
4(1−u2)
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=4,b=1,c=u2=4⋅1−4u2
数字相乘:4⋅1=4=4−4u2
=4−4u2+3u
4−4u2+3u=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=0−4u2+3u+4=0
使用求根公式求解
−4u2+3u+4=0
二次方程求根公式:
若 a=−4,b=3,c=4u1,2=2(−4)−3±32−4(−4)⋅4
u1,2=2(−4)−3±32−4(−4)⋅4
32−4(−4)⋅4=73
32−4(−4)⋅4
使用法则 −(−a)=a=32+4⋅4⋅4
数字相乘:4⋅4⋅4=64=32+64
32=9=9+64
数字相加:9+64=73=73
u1,2=2(−4)−3±73
将解分隔开u1=2(−4)−3+73,u2=2(−4)−3−73
u=2(−4)−3+73:−8−3+73
2(−4)−3+73
去除括号: (−a)=−a=−2⋅4−3+73
数字相乘:2⋅4=8=−8−3+73
使用分式法则: −ba=−ba=−8−3+73
u=2(−4)−3−73:83+73
2(−4)−3−73
去除括号: (−a)=−a=−2⋅4−3−73
数字相乘:2⋅4=8=−8−3−73
使用分式法则: −b−a=ba−3−73=−(3+73)=83+73
二次方程组的解是:u=−8−3+73,u=83+73
u=cos(x)代回cos(x)=−8−3+73,cos(x)=83+73
cos(x)=−8−3+73,cos(x)=83+73
cos(x)=−8−3+73:x=arccos(−8−3+73)+2πn,x=−arccos(−8−3+73)+2πn
cos(x)=−8−3+73
使用反三角函数性质
cos(x)=−8−3+73
cos(x)=−8−3+73的通解cos(x)=−a⇒x=arccos(−a)+2πn,x=−arccos(−a)+2πnx=arccos(−8−3+73)+2πn,x=−arccos(−8−3+73)+2πn
x=arccos(−8−3+73)+2πn,x=−arccos(−8−3+73)+2πn
cos(x)=83+73:无解
cos(x)=83+73
−1≤cos(x)≤1无解
合并所有解x=arccos(−8−3+73)+2πn,x=−arccos(−8−3+73)+2πn
3cos(x)−4sin2(x)=0:x=arccos(8−3+73)+2πn,x=2π−arccos(8−3+73)+2πn
3cos(x)−4sin2(x)=0
使用三角恒等式改写
3cos(x)−4sin2(x)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=3cos(x)−4(1−cos2(x))
−(1−cos2(x))⋅4+3cos(x)=0
用替代法求解
−(1−cos2(x))⋅4+3cos(x)=0
令:cos(x)=u−(1−u2)⋅4+3u=0
−(1−u2)⋅4+3u=0:u=8−3+73,u=8−3−73
−(1−u2)⋅4+3u=0
展开 −(1−u2)⋅4+3u:−4+4u2+3u
−(1−u2)⋅4+3u
=−4(1−u2)+3u
乘开 −4(1−u2):−4+4u2
−4(1−u2)
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=−4,b=1,c=u2=−4⋅1−(−4)u2
使用加减运算法则−(−a)=a=−4⋅1+4u2
数字相乘:4⋅1=4=−4+4u2
=−4+4u2+3u
−4+4u2+3u=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=04u2+3u−4=0
使用求根公式求解
4u2+3u−4=0
二次方程求根公式:
若 a=4,b=3,c=−4u1,2=2⋅4−3±32−4⋅4(−4)
u1,2=2⋅4−3±32−4⋅4(−4)
32−4⋅4(−4)=73
32−4⋅4(−4)
使用法则 −(−a)=a=32+4⋅4⋅4
数字相乘:4⋅4⋅4=64=32+64
32=9=9+64
数字相加:9+64=73=73
u1,2=2⋅4−3±73
将解分隔开u1=2⋅4−3+73,u2=2⋅4−3−73
u=2⋅4−3+73:8−3+73
2⋅4−3+73
数字相乘:2⋅4=8=8−3+73
u=2⋅4−3−73:8−3−73
2⋅4−3−73
数字相乘:2⋅4=8=8−3−73
二次方程组的解是:u=8−3+73,u=8−3−73
u=cos(x)代回cos(x)=8−3+73,cos(x)=8−3−73
cos(x)=8−3+73,cos(x)=8−3−73
cos(x)=8−3+73:x=arccos(8−3+73)+2πn,x=2π−arccos(8−3+73)+2πn
cos(x)=8−3+73
使用反三角函数性质
cos(x)=8−3+73
cos(x)=8−3+73的通解cos(x)=a⇒x=arccos(a)+2πn,x=2π−arccos(a)+2πnx=arccos(8−3+73)+2πn,x=2π−arccos(8−3+73)+2πn
x=arccos(8−3+73)+2πn,x=2π−arccos(8−3+73)+2πn
cos(x)=8−3−73:无解
cos(x)=8−3−73
−1≤cos(x)≤1无解
合并所有解x=arccos(8−3+73)+2πn,x=2π−arccos(8−3+73)+2πn
合并所有解x=arccos(−8−3+73)+2πn,x=−arccos(−8−3+73)+2πn,x=arccos(8−3+73)+2πn,x=2π−arccos(8−3+73)+2πn
将解代入原方程进行验证
将它们代入 tan(x)3=2tan(x)2cos(x)检验解是否符合
去除与方程不符的解。
检验 arccos(−8−3+73)+2πn的解:假
arccos(−8−3+73)+2πn
代入 n=1arccos(−8−3+73)+2π1
对于 tan(x)3=2tan(x)2cos(x)代入x=arccos(−8−3+73)+2π1tan(arccos(−8−3+73)+2π1)3=2tan(arccos(−8−3+73)+2π1)⋅2cos(arccos(−8−3+73)+2π1)
整理后得−2.88374…=2.88374…
⇒假
检验 −arccos(−8−3+73)+2πn的解:假
−arccos(−8−3+73)+2πn
代入 n=1−arccos(−8−3+73)+2π1
对于 tan(x)3=2tan(x)2cos(x)代入x=−arccos(−8−3+73)+2π1tan(−arccos(−8−3+73)+2π1)3=2tan(−arccos(−8−3+73)+2π1)⋅2cos(−arccos(−8−3+73)+2π1)
整理后得2.88374…=−2.88374…
⇒假
检验 arccos(8−3+73)+2πn的解:真
arccos(8−3+73)+2πn
代入 n=1arccos(8−3+73)+2π1
对于 tan(x)3=2tan(x)2cos(x)代入x=arccos(8−3+73)+2π1tan(arccos(8−3+73)+2π1)3=2tan(arccos(8−3+73)+2π1)⋅2cos(arccos(8−3+73)+2π1)
整理后得2.88374…=2.88374…
⇒真
检验 2π−arccos(8−3+73)+2πn的解:真
2π−arccos(8−3+73)+2πn
代入 n=12π−arccos(8−3+73)+2π1
对于 tan(x)3=2tan(x)2cos(x)代入x=2π−arccos(8−3+73)+2π1tan(2π−arccos(8−3+73)+2π1)3=2tan(2π−arccos(8−3+73)+2π1)⋅2cos(2π−arccos(8−3+73)+2π1)
整理后得−2.88374…=−2.88374…
⇒真
x=arccos(8−3+73)+2πn,x=2π−arccos(8−3+73)+2πn
以小数形式表示解x=0.80515…+2πn,x=2π−0.80515…+2πn