解
6tanh2(x)+5sech(x)−7=0
解
x=ln(0.17157…),x=ln(0.26794…),x=ln(3.73205…),x=ln(5.82842…)
+1
度
x=−100.99797…∘,x=−75.45612…∘,x=75.45612…∘,x=100.99797…∘解答ステップ
6tanh2(x)+5sech(x)−7=0
三角関数の公式を使用して書き換える
6tanh2(x)+5sech(x)−7=0
双曲線の公式を使用する: tanh(x)=ex+e−xex−e−x6(ex+e−xex−e−x)2+5sech(x)−7=0
双曲線の公式を使用する: sech(x)=ex+e−x26(ex+e−xex−e−x)2+5⋅ex+e−x2−7=0
6(ex+e−xex−e−x)2+5⋅ex+e−x2−7=0
6(ex+e−xex−e−x)2+5⋅ex+e−x2−7=0:x=ln(0.17157…),x=ln(0.26794…),x=ln(3.73205…),x=ln(5.82842…)
6(ex+e−xex−e−x)2+5⋅ex+e−x2−7=0
指数の規則を適用する
6(ex+e−xex−e−x)2+5⋅ex+e−x2−7=0
指数の規則を適用する: abc=(ab)ce−x=(ex)−16(ex+(ex)−1ex−(ex)−1)2+5⋅ex+(ex)−12−7=0
6(ex+(ex)−1ex−(ex)−1)2+5⋅ex+(ex)−12−7=0
equationを以下で書き換える: ex=u6(u+(u)−1u−(u)−1)2+5⋅u+(u)−12−7=0
解く 6(u+u−1u−u−1)2+5⋅u+u−12−7=0:u≈0.17157…,u≈0.26794…,u≈3.73205…,u≈5.82842…
6(u+u−1u−u−1)2+5⋅u+u−12−7=0
改良(u2+1)26(u2−1)2+u2+110u−7=0
LCMで乗じる
(u2+1)26(u2−1)2+u2+110u−7=0
以下の最小公倍数を求める: (u2+1)2,u2+1:(u2+1)2
(u2+1)2,u2+1
最小公倍数 (LCM)
(u2+1)2 または以下のいずれかに現れる因数で構成された式を計算する: u2+1=(u2+1)2
以下で乗じる: LCM=(u2+1)2(u2+1)26(u2−1)2(u2+1)2+u2+110u(u2+1)2−7(u2+1)2=0⋅(u2+1)2
簡素化
(u2+1)26(u2−1)2(u2+1)2+u2+110u(u2+1)2−7(u2+1)2=0⋅(u2+1)2
簡素化 (u2+1)26(u2−1)2(u2+1)2:6(u2−1)2
(u2+1)26(u2−1)2(u2+1)2
分数を乗じる: a⋅cb=ca⋅b=(u2+1)26(u2−1)2(u2+1)2
共通因数を約分する:(u2+1)2=6(u2−1)2
簡素化 u2+110u(u2+1)2:10u(u2+1)
u2+110u(u2+1)2
分数を乗じる: a⋅cb=ca⋅b=u2+110u(u2+1)2
共通因数を約分する:u2+1=10u(u2+1)
簡素化 0⋅(u2+1)2:0
0⋅(u2+1)2
規則を適用 0⋅a=0=0
6(u2−1)2+10u(u2+1)−7(u2+1)2=0
6(u2−1)2+10u(u2+1)−7(u2+1)2=0
6(u2−1)2+10u(u2+1)−7(u2+1)2=0
解く 6(u2−1)2+10u(u2+1)−7(u2+1)2=0:u≈0.17157…,u≈0.26794…,u≈3.73205…,u≈5.82842…
6(u2−1)2+10u(u2+1)−7(u2+1)2=0
拡張 6(u2−1)2+10u(u2+1)−7(u2+1)2:−u4+10u3−26u2+10u−1
6(u2−1)2+10u(u2+1)−7(u2+1)2
(u2−1)2=u4−2u2+1
(u2−1)2
完全平方式を適用する: (a−b)2=a2−2ab+b2a=u2,b=1
=(u2)2−2u2⋅1+12
簡素化 (u2)2−2u2⋅1+12:u4−2u2+1
(u2)2−2u2⋅1+12
規則を適用 1a=112=1=(u2)2−2⋅1⋅u2+1
(u2)2=u4
(u2)2
指数の規則を適用する: (ab)c=abc=u2⋅2
数を乗じる:2⋅2=4=u4
2u2⋅1=2u2
2u2⋅1
数を乗じる:2⋅1=2=2u2
=u4−2u2+1
=u4−2u2+1
=6(u4−2u2+1)+10u(u2+1)−7(u2+1)2
(u2+1)2=u4+2u2+1
(u2+1)2
完全平方式を適用する: (a+b)2=a2+2ab+b2a=u2,b=1
=(u2)2+2u2⋅1+12
簡素化 (u2)2+2u2⋅1+12:u4+2u2+1
(u2)2+2u2⋅1+12
規則を適用 1a=112=1=(u2)2+2⋅1⋅u2+1
(u2)2=u4
(u2)2
指数の規則を適用する: (ab)c=abc=u2⋅2
数を乗じる:2⋅2=4=u4
2u2⋅1=2u2
2u2⋅1
数を乗じる:2⋅1=2=2u2
=u4+2u2+1
=u4+2u2+1
=6(u4−2u2+1)+10u(u2+1)−7(u4+2u2+1)
拡張 6(u4−2u2+1):6u4−12u2+6
6(u4−2u2+1)
括弧を分配する=6u4+6(−2u2)+6⋅1
マイナス・プラスの規則を適用する+(−a)=−a=6u4−6⋅2u2+6⋅1
簡素化 6u4−6⋅2u2+6⋅1:6u4−12u2+6
6u4−6⋅2u2+6⋅1
数を乗じる:6⋅2=12=6u4−12u2+6⋅1
数を乗じる:6⋅1=6=6u4−12u2+6
=6u4−12u2+6
=6u4−12u2+6+10u(u2+1)−7(u4+2u2+1)
拡張 10u(u2+1):10u3+10u
10u(u2+1)
分配法則を適用する: a(b+c)=ab+aca=10u,b=u2,c=1=10uu2+10u⋅1
=10u2u+10⋅1⋅u
簡素化 10u2u+10⋅1⋅u:10u3+10u
10u2u+10⋅1⋅u
10u2u=10u3
10u2u
指数の規則を適用する: ab⋅ac=ab+cu2u=u2+1=10u2+1
数を足す:2+1=3=10u3
10⋅1⋅u=10u
10⋅1⋅u
数を乗じる:10⋅1=10=10u
=10u3+10u
=10u3+10u
=6u4−12u2+6+10u3+10u−7(u4+2u2+1)
拡張 −7(u4+2u2+1):−7u4−14u2−7
−7(u4+2u2+1)
括弧を分配する=(−7)u4+(−7)⋅2u2+(−7)⋅1
マイナス・プラスの規則を適用する+(−a)=−a=−7u4−7⋅2u2−7⋅1
簡素化 −7u4−7⋅2u2−7⋅1:−7u4−14u2−7
−7u4−7⋅2u2−7⋅1
数を乗じる:7⋅2=14=−7u4−14u2−7⋅1
数を乗じる:7⋅1=7=−7u4−14u2−7
=−7u4−14u2−7
=6u4−12u2+6+10u3+10u−7u4−14u2−7
簡素化 6u4−12u2+6+10u3+10u−7u4−14u2−7:−u4+10u3−26u2+10u−1
6u4−12u2+6+10u3+10u−7u4−14u2−7
条件のようなグループ=6u4−7u4+10u3−12u2−14u2+10u+6−7
類似した元を足す:−12u2−14u2=−26u2=6u4−7u4+10u3−26u2+10u+6−7
類似した元を足す:6u4−7u4=−u4=−u4+10u3−26u2+10u+6−7
数を足す/引く:6−7=−1=−u4+10u3−26u2+10u−1
=−u4+10u3−26u2+10u−1
−u4+10u3−26u2+10u−1=0
ニュートン・ラプソン法を使用して −u4+10u3−26u2+10u−1=0 の解を1つ求める:u≈0.17157…
−u4+10u3−26u2+10u−1=0
ニュートン・ラプソン概算の定義
f(u)=−u4+10u3−26u2+10u−1
発見する f′(u):−4u3+30u2−52u+10
dud(−u4+10u3−26u2+10u−1)
和/差の法則を適用: (f±g)′=f′±g′=−dud(u4)+dud(10u3)−dud(26u2)+dud(10u)−dud(1)
dud(u4)=4u3
dud(u4)
乗の法則を適用: dxd(xa)=a⋅xa−1=4u4−1
簡素化=4u3
dud(10u3)=30u2
dud(10u3)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=10dud(u3)
乗の法則を適用: dxd(xa)=a⋅xa−1=10⋅3u3−1
簡素化=30u2
dud(26u2)=52u
dud(26u2)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=26dud(u2)
乗の法則を適用: dxd(xa)=a⋅xa−1=26⋅2u2−1
簡素化=52u
dud(10u)=10
dud(10u)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=10dudu
共通の導関数を適用: dudu=1=10⋅1
簡素化=10
dud(1)=0
dud(1)
定数の導関数: dxd(a)=0=0
=−4u3+30u2−52u+10−0
簡素化=−4u3+30u2−52u+10
仮定: u0=0Δun+1<になるまで un+1を計算する 0.000001
u1=0.1:Δu1=0.1
f(u0)=−04+10⋅03−26⋅02+10⋅0−1=−1f′(u0)=−4⋅03+30⋅02−52⋅0+10=10u1=0.1
Δu1=∣0.1−0∣=0.1Δu1=0.1
u2=0.14907…:Δu2=0.04907…
f(u1)=−0.14+10⋅0.13−26⋅0.12+10⋅0.1−1=−0.2501f′(u1)=−4⋅0.13+30⋅0.12−52⋅0.1+10=5.096u2=0.14907…
Δu2=∣0.14907…−0.1∣=0.04907…Δu2=0.04907…
u3=0.16783…:Δu3=0.01875…
f(u2)=−0.14907…4+10⋅0.14907…3−26⋅0.14907…2+10⋅0.14907…−1=−0.05441…f′(u2)=−4⋅0.14907…3+30⋅0.14907…2−52⋅0.14907…+10=2.90143…u3=0.16783…
Δu3=∣0.16783…−0.14907…∣=0.01875…Δu3=0.01875…
u4=0.17143…:Δu4=0.00360…
f(u3)=−0.16783…4+10⋅0.16783…3−26⋅0.16783…2+10⋅0.16783…−1=−0.00755…f′(u3)=−4⋅0.16783…3+30⋅0.16783…2−52⋅0.16783…+10=2.09886…u4=0.17143…
Δu4=∣0.17143…−0.16783…∣=0.00360…Δu4=0.00360…
u5=0.17157…:Δu5=0.00014…
f(u4)=−0.17143…4+10⋅0.17143…3−26⋅0.17143…2+10⋅0.17143…−1=−0.00027…f′(u4)=−4⋅0.17143…3+30⋅0.17143…2−52⋅0.17143…+10=1.94704…u5=0.17157…
Δu5=∣0.17157…−0.17143…∣=0.00014…Δu5=0.00014…
u6=0.17157…:Δu6=2.13816E−7
f(u5)=−0.17157…4+10⋅0.17157…3−26⋅0.17157…2+10⋅0.17157…−1=−4.15046E−7f′(u5)=−4⋅0.17157…3+30⋅0.17157…2−52⋅0.17157…+10=1.94113…u6=0.17157…
Δu6=∣0.17157…−0.17157…∣=2.13816E−7Δu6=2.13816E−7
u≈0.17157…
長除法を適用する:u−0.17157…−u4+10u3−26u2+10u−1=−u3+9.82842…u2−24.31370…u+5.82842…
−u3+9.82842…u2−24.31370…u+5.82842…≈0
ニュートン・ラプソン法を使用して −u3+9.82842…u2−24.31370…u+5.82842…=0 の解を1つ求める:u≈0.26794…
−u3+9.82842…u2−24.31370…u+5.82842…=0
ニュートン・ラプソン概算の定義
f(u)=−u3+9.82842…u2−24.31370…u+5.82842…
発見する f′(u):−3u2+19.65685…u−24.31370…
dud(−u3+9.82842…u2−24.31370…u+5.82842…)
和/差の法則を適用: (f±g)′=f′±g′=−dud(u3)+dud(9.82842…u2)−dud(24.31370…u)+dud(5.82842…)
dud(u3)=3u2
dud(u3)
乗の法則を適用: dxd(xa)=a⋅xa−1=3u3−1
簡素化=3u2
dud(9.82842…u2)=19.65685…u
dud(9.82842…u2)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=9.82842…dud(u2)
乗の法則を適用: dxd(xa)=a⋅xa−1=9.82842…⋅2u2−1
簡素化=19.65685…u
dud(24.31370…u)=24.31370…
dud(24.31370…u)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=24.31370…dudu
共通の導関数を適用: dudu=1=24.31370…⋅1
簡素化=24.31370…
dud(5.82842…)=0
dud(5.82842…)
定数の導関数: dxd(a)=0=0
=−3u2+19.65685…u−24.31370…+0
簡素化=−3u2+19.65685…u−24.31370…
仮定: u0=0Δun+1<になるまで un+1を計算する 0.000001
u1=0.23971…:Δu1=0.23971…
f(u0)=−03+9.82842…⋅02−24.31370…⋅0+5.82842…=5.82842…f′(u0)=−3⋅02+19.65685…⋅0−24.31370…=−24.31370…u1=0.23971…
Δu1=∣0.23971…−0∣=0.23971…Δu1=0.23971…
u2=0.26758…:Δu2=0.02786…
f(u1)=−0.23971…3+9.82842…⋅0.23971…2−24.31370…⋅0.23971…+5.82842…=0.55101…f′(u1)=−3⋅0.23971…2+19.65685…⋅0.23971…−24.31370…=−19.77400…u2=0.26758…
Δu2=∣0.26758…−0.23971…∣=0.02786…Δu2=0.02786…
u3=0.26794…:Δu3=0.00036…
f(u2)=−0.26758…3+9.82842…⋅0.26758…2−24.31370…⋅0.26758…+5.82842…=0.00705…f′(u2)=−3⋅0.26758…2+19.65685…⋅0.26758…−24.31370…=−19.26866…u3=0.26794…
Δu3=∣0.26794…−0.26758…∣=0.00036…Δu3=0.00036…
u4=0.26794…:Δu4=6.27517E−8
f(u3)=−0.26794…3+9.82842…⋅0.26794…2−24.31370…⋅0.26794…+5.82842…=1.20873E−6f′(u3)=−3⋅0.26794…2+19.65685…⋅0.26794…−24.31370…=−19.26206…u4=0.26794…
Δu4=∣0.26794…−0.26794…∣=6.27517E−8Δu4=6.27517E−8
u≈0.26794…
長除法を適用する:u−0.26794…−u3+9.82842…u2−24.31370…u+5.82842…=−u2+9.56047…u−21.75198…
−u2+9.56047…u−21.75198…≈0
ニュートン・ラプソン法を使用して −u2+9.56047…u−21.75198…=0 の解を1つ求める:u≈3.73205…
−u2+9.56047…u−21.75198…=0
ニュートン・ラプソン概算の定義
f(u)=−u2+9.56047…u−21.75198…
発見する f′(u):−2u+9.56047…
dud(−u2+9.56047…u−21.75198…)
和/差の法則を適用: (f±g)′=f′±g′=−dud(u2)+dud(9.56047…u)−dud(21.75198…)
dud(u2)=2u
dud(u2)
乗の法則を適用: dxd(xa)=a⋅xa−1=2u2−1
簡素化=2u
dud(9.56047…u)=9.56047…
dud(9.56047…u)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=9.56047…dudu
共通の導関数を適用: dudu=1=9.56047…⋅1
簡素化=9.56047…
dud(21.75198…)=0
dud(21.75198…)
定数の導関数: dxd(a)=0=0
=−2u+9.56047…−0
簡素化=−2u+9.56047…
仮定: u0=2Δun+1<になるまで un+1を計算する 0.000001
u1=3.19252…:Δu1=1.19252…
f(u0)=−22+9.56047…⋅2−21.75198…=−6.63103…f′(u0)=−2⋅2+9.56047…=5.56047…u1=3.19252…
Δu1=∣3.19252…−2∣=1.19252…Δu1=1.19252…
u2=3.64038…:Δu2=0.44785…
f(u1)=−3.19252…2+9.56047…⋅3.19252…−21.75198…=−1.42212…f′(u1)=−2⋅3.19252…+9.56047…=3.17542…u2=3.64038…
Δu2=∣3.64038…−3.19252…∣=0.44785…Δu2=0.44785…
u3=3.72836…:Δu3=0.08798…
f(u2)=−3.64038…2+9.56047…⋅3.64038…−21.75198…=−0.20057…f′(u2)=−2⋅3.64038…+9.56047…=2.27971…u3=3.72836…
Δu3=∣3.72836…−3.64038…∣=0.08798…Δu3=0.08798…
u4=3.73204…:Δu4=0.00367…
f(u3)=−3.72836…2+9.56047…⋅3.72836…−21.75198…=−0.00774…f′(u3)=−2⋅3.72836…+9.56047…=2.10374…u4=3.73204…
Δu4=∣3.73204…−3.72836…∣=0.00367…Δu4=0.00367…
u5=3.73205…:Δu5=6.45822E−6
f(u4)=−3.73204…2+9.56047…⋅3.73204…−21.75198…=−0.00001…f′(u4)=−2⋅3.73204…+9.56047…=2.09638…u5=3.73205…
Δu5=∣3.73205…−3.73204…∣=6.45822E−6Δu5=6.45822E−6
u6=3.73205…:Δu6=1.98957E−11
f(u5)=−3.73205…2+9.56047…⋅3.73205…−21.75198…=−4.17089E−11f′(u5)=−2⋅3.73205…+9.56047…=2.09637…u6=3.73205…
Δu6=∣3.73205…−3.73205…∣=1.98957E−11Δu6=1.98957E−11
u≈3.73205…
長除法を適用する:u−3.73205…−u2+9.56047…u−21.75198…=−u+5.82842…
−u+5.82842…≈0
u≈5.82842…
解答はu≈0.17157…,u≈0.26794…,u≈3.73205…,u≈5.82842…
u≈0.17157…,u≈0.26794…,u≈3.73205…,u≈5.82842…
解を検算する
未定義の (特異) 点を求める:u=0
6(u+u−1u−u−1)2+5u+u−12−7 の分母をゼロに比較する
u=0
以下の点は定義されていないu=0
未定義のポイントを解に組み合わせる:
u≈0.17157…,u≈0.26794…,u≈3.73205…,u≈5.82842…
u≈0.17157…,u≈0.26794…,u≈3.73205…,u≈5.82842…
再び u=exに置き換えて以下を解く: x
解く ex=0.17157…:x=ln(0.17157…)
ex=0.17157…
指数の規則を適用する
ex=0.17157…
f(x)=g(x) ならば, ln(f(x))=ln(g(x))ln(ex)=ln(0.17157…)
対数の規則を適用する: ln(ea)=aln(ex)=xx=ln(0.17157…)
x=ln(0.17157…)
解く ex=0.26794…:x=ln(0.26794…)
ex=0.26794…
指数の規則を適用する
ex=0.26794…
f(x)=g(x) ならば, ln(f(x))=ln(g(x))ln(ex)=ln(0.26794…)
対数の規則を適用する: ln(ea)=aln(ex)=xx=ln(0.26794…)
x=ln(0.26794…)
解く ex=3.73205…:x=ln(3.73205…)
ex=3.73205…
指数の規則を適用する
ex=3.73205…
f(x)=g(x) ならば, ln(f(x))=ln(g(x))ln(ex)=ln(3.73205…)
対数の規則を適用する: ln(ea)=aln(ex)=xx=ln(3.73205…)
x=ln(3.73205…)
解く ex=5.82842…:x=ln(5.82842…)
ex=5.82842…
指数の規則を適用する
ex=5.82842…
f(x)=g(x) ならば, ln(f(x))=ln(g(x))ln(ex)=ln(5.82842…)
対数の規則を適用する: ln(ea)=aln(ex)=xx=ln(5.82842…)
x=ln(5.82842…)
x=ln(0.17157…),x=ln(0.26794…),x=ln(3.73205…),x=ln(5.82842…)
x=ln(0.17157…),x=ln(0.26794…),x=ln(3.73205…),x=ln(5.82842…)