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sin(x)-sqrt(3)cos(x)=1

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解答

sin(x)−3​cos(x)=1

解答

x=67π​+2πn,x=2π​+2πn
+1
度数
x=210∘+360∘n,x=90∘+360∘n
求解步骤
sin(x)−3​cos(x)=1
两边加上 3​cos(x)sin(x)=1+3​cos(x)
两边进行平方sin2(x)=(1+3​cos(x))2
两边减去 (1+3​cos(x))2sin2(x)−1−23​cos(x)−3cos2(x)=0
使用三角恒等式改写
−1+sin2(x)−3cos2(x)−2cos(x)3​
使用毕达哥拉斯恒等式: 1=cos2(x)+sin2(x)1−sin2(x)=cos2(x)=−3cos2(x)−23​cos(x)−cos2(x)
化简=−4cos2(x)−23​cos(x)
−4cos2(x)−2cos(x)3​=0
用替代法求解
−4cos2(x)−2cos(x)3​=0
令:cos(x)=u−4u2−2u3​=0
−4u2−2u3​=0:u=−23​​,u=0
−4u2−2u3​=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=0−4u2−23​u=0
使用求根公式求解
−4u2−23​u=0
二次方程求根公式:
若 a=−4,b=−23​,c=0u1,2​=2(−4)−(−23​)±(−23​)2−4(−4)⋅0​​
u1,2​=2(−4)−(−23​)±(−23​)2−4(−4)⋅0​​
(−23​)2−4(−4)⋅0​=23​
(−23​)2−4(−4)⋅0​
使用法则 −(−a)=a=(−23​)2+4⋅4⋅0​
(−23​)2=22⋅3
(−23​)2
使用指数法则: (−a)n=an,若 n 是偶数(−23​)2=(23​)2=(23​)2
使用指数法则: (a⋅b)n=anbn=22(3​)2
(3​)2:3
使用根式运算法则: a​=a21​=(321​)2
使用指数法则: (ab)c=abc=321​⋅2
21​⋅2=1
21​⋅2
分式相乘: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
约分:2=1
=3
=22⋅3
4⋅4⋅0=0
4⋅4⋅0
使用法则 0⋅a=0=0
=22⋅3+0​
22⋅3+0=22⋅3=22⋅3​
使用根式运算法则: nab​=na​nb​, 假定 a≥0,b≥0=3​22​
使用根式运算法则: nan​=a, 假定 a≥022​=2=23​
u1,2​=2(−4)−(−23​)±23​​
将解分隔开u1​=2(−4)−(−23​)+23​​,u2​=2(−4)−(−23​)−23​​
u=2(−4)−(−23​)+23​​:−23​​
2(−4)−(−23​)+23​​
去除括号: (−a)=−a,−(−a)=a=−2⋅423​+23​​
同类项相加:23​+23​=43​=−2⋅443​​
数字相乘:2⋅4=8=−843​​
使用分式法则: −ba​=−ba​=−843​​
约分:4=−23​​
u=2(−4)−(−23​)−23​​:0
2(−4)−(−23​)−23​​
去除括号: (−a)=−a,−(−a)=a=−2⋅423​−23​​
同类项相加:23​−23​=0=−2⋅40​
数字相乘:2⋅4=8=−80​
使用分式法则: −ba​=−ba​=−80​
使用法则 a0​=0,a=0=−0
=0
二次方程组的解是:u=−23​​,u=0
u=cos(x)代回cos(x)=−23​​,cos(x)=0
cos(x)=−23​​,cos(x)=0
cos(x)=−23​​:x=65π​+2πn,x=67π​+2πn
cos(x)=−23​​
cos(x)=−23​​的通解
cos(x) 周期表(周期为 2πn):
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​cos(x)123​​22​​21​0−21​−22​​−23​​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​cos(x)−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​​​
x=65π​+2πn,x=67π​+2πn
x=65π​+2πn,x=67π​+2πn
cos(x)=0:x=2π​+2πn,x=23π​+2πn
cos(x)=0
cos(x)=0的通解
cos(x) 周期表(周期为 2πn):
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​cos(x)123​​22​​21​0−21​−22​​−23​​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​cos(x)−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​​​
x=2π​+2πn,x=23π​+2πn
x=2π​+2πn,x=23π​+2πn
合并所有解x=65π​+2πn,x=67π​+2πn,x=2π​+2πn,x=23π​+2πn
将解代入原方程进行验证
将它们代入 sin(x)−3​cos(x)=1检验解是否符合
去除与方程不符的解。
检验 65π​+2πn的解:假
65π​+2πn
代入 n=165π​+2π1
对于 sin(x)−3​cos(x)=1代入x=65π​+2π1sin(65π​+2π1)−3​cos(65π​+2π1)=1
整理后得2=1
⇒假
检验 67π​+2πn的解:真
67π​+2πn
代入 n=167π​+2π1
对于 sin(x)−3​cos(x)=1代入x=67π​+2π1sin(67π​+2π1)−3​cos(67π​+2π1)=1
整理后得1=1
⇒真
检验 2π​+2πn的解:真
2π​+2πn
代入 n=12π​+2π1
对于 sin(x)−3​cos(x)=1代入x=2π​+2π1sin(2π​+2π1)−3​cos(2π​+2π1)=1
整理后得1=1
⇒真
检验 23π​+2πn的解:假
23π​+2πn
代入 n=123π​+2π1
对于 sin(x)−3​cos(x)=1代入x=23π​+2π1sin(23π​+2π1)−3​cos(23π​+2π1)=1
整理后得−1=1
⇒假
x=67π​+2πn,x=2π​+2πn

作图

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tan(x)=0.4tan(x)=0.4sin^3(t)=sin(t)sin3(t)=sin(t)tan^2(x)+3=4tan(x)tan2(x)+3=4tan(x)2sin(x)+1=0,0<= x<= 2pi2sin(x)+1=0,0≤x≤2π9csc^2(θ)-25=09csc2(θ)−25=0
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