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12cosh(2x)+7sinh(x)-24=0

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解答

12cosh(2x)+7sinh(x)−24=0

解答

x=ln(1.73025…),x=ln(0.45623…)
+1
度数
x=31.41360…∘,x=−44.96326…∘
求解步骤
12cosh(2x)+7sinh(x)−24=0
使用三角恒等式改写
12cosh(2x)+7sinh(x)−24=0
使用双曲函数恒等式: sinh(x)=2ex−e−x​12cosh(2x)+7⋅2ex−e−x​−24=0
使用双曲函数恒等式: cosh(x)=2ex+e−x​12⋅2e2x+e−2x​+7⋅2ex−e−x​−24=0
12⋅2e2x+e−2x​+7⋅2ex−e−x​−24=0
12⋅2e2x+e−2x​+7⋅2ex−e−x​−24=0:x=ln(1.73025…),x=ln(0.45623…)
12⋅2e2x+e−2x​+7⋅2ex−e−x​−24=0
使用指数运算法则
12⋅2e2x+e−2x​+7⋅2ex−e−x​−24=0
使用指数法则: abc=(ab)ce2x=(ex)2,e−2x=(ex)−2,e−x=(ex)−112⋅2(ex)2+(ex)−2​+7⋅2ex−(ex)−1​−24=0
12⋅2(ex)2+(ex)−2​+7⋅2ex−(ex)−1​−24=0
用ex=u 改写方程式12⋅2(u)2+(u)−2​+7⋅2u−(u)−1​−24=0
解 12⋅2u2+u−2​+7⋅2u−u−1​−24=0:u≈1.73025…,u≈0.45623…,u≈−0.57794…,u≈−2.19187…
12⋅2u2+u−2​+7⋅2u−u−1​−24=0
整理后得u26(u4+1)​+2u7(u2−1)​−24=0
乘以最小公倍数
u26(u4+1)​+2u7(u2−1)​−24=0
找到 u2,2u 的最小公倍数:2u2
u2,2u
最小公倍数 (LCM)
计算出由出现在 u2 或 2u中的因子组成的表达式=2u2
乘以最小公倍数=2u2u26(u4+1)​⋅2u2+2u7(u2−1)​⋅2u2−24⋅2u2=0⋅2u2
化简
u26(u4+1)​⋅2u2+2u7(u2−1)​⋅2u2−24⋅2u2=0⋅2u2
化简 u26(u4+1)​⋅2u2:12(u4+1)
u26(u4+1)​⋅2u2
分式相乘: a⋅cb​=ca⋅b​=u26(u4+1)⋅2u2​
约分:u2=6(u4+1)⋅2
数字相乘:6⋅2=12=12(u4+1)
化简 2u7(u2−1)​⋅2u2:7u(u2−1)
2u7(u2−1)​⋅2u2
分式相乘: a⋅cb​=ca⋅b​=2u7(u2−1)⋅2u2​
约分:2=u7(u2−1)u2​
约分:u=7u(u2−1)
化简 −24⋅2u2:−48u2
−24⋅2u2
数字相乘:24⋅2=48=−48u2
化简 0⋅2u2:0
0⋅2u2
使用法则 0⋅a=0=0
12(u4+1)+7u(u2−1)−48u2=0
12(u4+1)+7u(u2−1)−48u2=0
12(u4+1)+7u(u2−1)−48u2=0
解 12(u4+1)+7u(u2−1)−48u2=0:u≈1.73025…,u≈0.45623…,u≈−0.57794…,u≈−2.19187…
12(u4+1)+7u(u2−1)−48u2=0
展开 12(u4+1)+7u(u2−1)−48u2:12u4+12+7u3−7u−48u2
12(u4+1)+7u(u2−1)−48u2
乘开 12(u4+1):12u4+12
12(u4+1)
使用分配律: a(b+c)=ab+aca=12,b=u4,c=1=12u4+12⋅1
数字相乘:12⋅1=12=12u4+12
=12u4+12+7u(u2−1)−48u2
乘开 7u(u2−1):7u3−7u
7u(u2−1)
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=7u,b=u2,c=1=7uu2−7u⋅1
=7u2u−7⋅1⋅u
化简 7u2u−7⋅1⋅u:7u3−7u
7u2u−7⋅1⋅u
7u2u=7u3
7u2u
使用指数法则: ab⋅ac=ab+cu2u=u2+1=7u2+1
数字相加:2+1=3=7u3
7⋅1⋅u=7u
7⋅1⋅u
数字相乘:7⋅1=7=7u
=7u3−7u
=7u3−7u
=12u4+12+7u3−7u−48u2
12u4+12+7u3−7u−48u2=0
改写成标准形式 an​xn+…+a1​x+a0​=012u4+7u3−48u2−7u+12=0
使用牛顿-拉弗森方法找到 12u4+7u3−48u2−7u+12=0 的一个解:u≈1.73025…
12u4+7u3−48u2−7u+12=0
牛顿-拉弗森近似法定义
f(u)=12u4+7u3−48u2−7u+12
找到 f′(u):48u3+21u2−96u−7
dud​(12u4+7u3−48u2−7u+12)
使用微分加减法定则: (f±g)′=f′±g′=dud​(12u4)+dud​(7u3)−dud​(48u2)−dud​(7u)+dud​(12)
dud​(12u4)=48u3
dud​(12u4)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=12dud​(u4)
使用幂法则: dxd​(xa)=a⋅xa−1=12⋅4u4−1
化简=48u3
dud​(7u3)=21u2
dud​(7u3)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=7dud​(u3)
使用幂法则: dxd​(xa)=a⋅xa−1=7⋅3u3−1
化简=21u2
dud​(48u2)=96u
dud​(48u2)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=48dud​(u2)
使用幂法则: dxd​(xa)=a⋅xa−1=48⋅2u2−1
化简=96u
dud​(7u)=7
dud​(7u)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=7dudu​
使用常见微分定则: dudu​=1=7⋅1
化简=7
dud​(12)=0
dud​(12)
常数微分: dxd​(a)=0=0
=48u3+21u2−96u−7+0
化简=48u3+21u2−96u−7
令 u0​=2计算 un+1​ 至 Δun+1​<0.000001
u1​=1.79925…:Δu1​=0.20074…
f(u0​)=12⋅24+7⋅23−48⋅22−7⋅2+12=54f′(u0​)=48⋅23+21⋅22−96⋅2−7=269u1​=1.79925…
Δu1​=∣1.79925…−2∣=0.20074…Δu1​=0.20074…
u2​=1.73639…:Δu2​=0.06285…
f(u1​)=12⋅1.79925…4+7⋅1.79925…3−48⋅1.79925…2−7⋅1.79925…+12=10.55028…f′(u1​)=48⋅1.79925…3+21⋅1.79925…2−96⋅1.79925…−7=167.84443…u2​=1.73639…
Δu2​=∣1.73639…−1.79925…∣=0.06285…Δu2​=0.06285…
u3​=1.73031…:Δu3​=0.00608…
f(u2​)=12⋅1.73639…4+7⋅1.73639…3−48⋅1.73639…2−7⋅1.73639…+12=0.85758…f′(u2​)=48⋅1.73639…3+21⋅1.73639…2−96⋅1.73639…−7=140.92085…u3​=1.73031…
Δu3​=∣1.73031…−1.73639…∣=0.00608…Δu3​=0.00608…
u4​=1.73025…:Δu4​=0.00005…
f(u3​)=12⋅1.73031…4+7⋅1.73031…3−48⋅1.73031…2−7⋅1.73031…+12=0.00759…f′(u3​)=48⋅1.73031…3+21⋅1.73031…2−96⋅1.73031…−7=138.42910…u4​=1.73025…
Δu4​=∣1.73025…−1.73031…∣=0.00005…Δu4​=0.00005…
u5​=1.73025…:Δu5​=4.43112E−9
f(u4​)=12⋅1.73025…4+7⋅1.73025…3−48⋅1.73025…2−7⋅1.73025…+12=6.13297E−7f′(u4​)=48⋅1.73025…3+21⋅1.73025…2−96⋅1.73025…−7=138.40674…u5​=1.73025…
Δu5​=∣1.73025…−1.73025…∣=4.43112E−9Δu5​=4.43112E−9
u≈1.73025…
使用长除法 Equation0:u−1.73025…12u4+7u3−48u2−7u+12​=12u3+27.76310…u2+0.03734…u−6.93537…
12u3+27.76310…u2+0.03734…u−6.93537…≈0
使用牛顿-拉弗森方法找到 12u3+27.76310…u2+0.03734…u−6.93537…=0 的一个解:u≈0.45623…
12u3+27.76310…u2+0.03734…u−6.93537…=0
牛顿-拉弗森近似法定义
f(u)=12u3+27.76310…u2+0.03734…u−6.93537…
找到 f′(u):36u2+55.52620…u+0.03734…
dud​(12u3+27.76310…u2+0.03734…u−6.93537…)
使用微分加减法定则: (f±g)′=f′±g′=dud​(12u3)+dud​(27.76310…u2)+dud​(0.03734…u)−dud​(6.93537…)
dud​(12u3)=36u2
dud​(12u3)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=12dud​(u3)
使用幂法则: dxd​(xa)=a⋅xa−1=12⋅3u3−1
化简=36u2
dud​(27.76310…u2)=55.52620…u
dud​(27.76310…u2)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=27.76310…dud​(u2)
使用幂法则: dxd​(xa)=a⋅xa−1=27.76310…⋅2u2−1
化简=55.52620…u
dud​(0.03734…u)=0.03734…
dud​(0.03734…u)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=0.03734…dudu​
使用常见微分定则: dudu​=1=0.03734…⋅1
化简=0.03734…
dud​(6.93537…)=0
dud​(6.93537…)
常数微分: dxd​(a)=0=0
=36u2+55.52620…u+0.03734…−0
化简=36u2+55.52620…u+0.03734…
令 u0​=1计算 un+1​ 至 Δun+1​<0.000001
u1​=0.6410682029:Δu1​=0.3589317971
f(u0​)=12⋅13+27.76310…⋅12+0.03734…⋅1−6.93537…=32.86507…f′(u0​)=36⋅12+55.52620…⋅1+0.03734…=91.56355…u1​=0.6410682029
Δu1​=∣0.6410682029−1∣=0.3589317971Δu1​=0.3589317971
u2​=0.48917…:Δu2​=0.15189…
f(u1​)=12⋅0.64106820293+27.76310…⋅0.64106820292+0.03734…⋅0.6410682029−6.93537…=7.65982…f′(u1​)=36⋅0.64106820292+55.52620…⋅0.6410682029+0.03734…=50.42829…u2​=0.48917…
Δu2​=∣0.48917…−0.6410682029∣=0.15189…Δu2​=0.15189…
u3​=0.45759…:Δu3​=0.03157…
f(u2​)=12⋅0.48917…3+27.76310…⋅0.48917…2+0.03734…⋅0.48917…−6.93537…=1.13097…f′(u2​)=36⋅0.48917…2+55.52620…⋅0.48917…+0.03734…=35.81369…u3​=0.45759…
Δu3​=∣0.45759…−0.48917…∣=0.03157…Δu3​=0.03157…
u4​=0.45623…:Δu4​=0.00136…
f(u3​)=12⋅0.45759…3+27.76310…⋅0.45759…2+0.03734…⋅0.45759…−6.93537…=0.04487…f′(u3​)=36⋅0.45759…2+55.52620…⋅0.45759…+0.03734…=32.98387…u4​=0.45623…
Δu4​=∣0.45623…−0.45759…∣=0.00136…Δu4​=0.00136…
u5​=0.45623…:Δu5​=2.49018E−6
f(u4​)=12⋅0.45623…3+27.76310…⋅0.45623…2+0.03734…⋅0.45623…−6.93537…=0.00008…f′(u4​)=36⋅0.45623…2+55.52620…⋅0.45623…+0.03734…=32.86358…u5​=0.45623…
Δu5​=∣0.45623…−0.45623…∣=2.49018E−6Δu5​=2.49018E−6
u6​=0.45623…:Δu6​=8.33775E−12
f(u5​)=12⋅0.45623…3+27.76310…⋅0.45623…2+0.03734…⋅0.45623…−6.93537…=2.74007E−10f′(u5​)=36⋅0.45623…2+55.52620…⋅0.45623…+0.03734…=32.86336…u6​=0.45623…
Δu6​=∣0.45623…−0.45623…∣=8.33775E−12Δu6​=8.33775E−12
u≈0.45623…
使用长除法 Equation0:u−0.45623…12u3+27.76310…u2+0.03734…u−6.93537…​=12u2+33.23786…u+15.20147…
12u2+33.23786…u+15.20147…≈0
使用牛顿-拉弗森方法找到 12u2+33.23786…u+15.20147…=0 的一个解:u≈−0.57794…
12u2+33.23786…u+15.20147…=0
牛顿-拉弗森近似法定义
f(u)=12u2+33.23786…u+15.20147…
找到 f′(u):24u+33.23786…
dud​(12u2+33.23786…u+15.20147…)
使用微分加减法定则: (f±g)′=f′±g′=dud​(12u2)+dud​(33.23786…u)+dud​(15.20147…)
dud​(12u2)=24u
dud​(12u2)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=12dud​(u2)
使用幂法则: dxd​(xa)=a⋅xa−1=12⋅2u2−1
化简=24u
dud​(33.23786…u)=33.23786…
dud​(33.23786…u)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=33.23786…dudu​
使用常见微分定则: dudu​=1=33.23786…⋅1
化简=33.23786…
dud​(15.20147…)=0
dud​(15.20147…)
常数微分: dxd​(a)=0=0
=24u+33.23786…+0
化简=24u+33.23786…
令 u0​=0计算 un+1​ 至 Δun+1​<0.000001
u1​=−0.45735…:Δu1​=0.45735…
f(u0​)=12⋅02+33.23786…⋅0+15.20147…=15.20147…f′(u0​)=24⋅0+33.23786…=33.23786…u1​=−0.45735…
Δu1​=∣−0.45735…−0∣=0.45735…Δu1​=0.45735…
u2​=−0.57010…:Δu2​=0.11275…
f(u1​)=12(−0.45735…)2+33.23786…(−0.45735…)+15.20147…=2.51007…f′(u1​)=24(−0.45735…)+33.23786…=22.26136…u2​=−0.57010…
Δu2​=∣−0.57010…−(−0.45735…)∣=0.11275…Δu2​=0.11275…
u3​=−0.57791…:Δu3​=0.00780…
f(u2​)=12(−0.57010…)2+33.23786…(−0.57010…)+15.20147…=0.15256…f′(u2​)=24(−0.57010…)+33.23786…=19.55525…u3​=−0.57791…
Δu3​=∣−0.57791…−(−0.57010…)∣=0.00780…Δu3​=0.00780…
u4​=−0.57794…:Δu4​=0.00003…
f(u3​)=12(−0.57791…)2+33.23786…(−0.57791…)+15.20147…=0.00073…f′(u3​)=24(−0.57791…)+33.23786…=19.36801…u4​=−0.57794…
Δu4​=∣−0.57794…−(−0.57791…)∣=0.00003…Δu4​=0.00003…
u5​=−0.57794…:Δu5​=8.81165E−10
f(u4​)=12(−0.57794…)2+33.23786…(−0.57794…)+15.20147…=1.70656E−8f′(u4​)=24(−0.57794…)+33.23786…=19.36711…u5​=−0.57794…
Δu5​=∣−0.57794…−(−0.57794…)∣=8.81165E−10Δu5​=8.81165E−10
u≈−0.57794…
使用长除法 Equation0:u+0.57794…12u2+33.23786…u+15.20147…​=12u+26.30249…
12u+26.30249…≈0
u≈−2.19187…
解为u≈1.73025…,u≈0.45623…,u≈−0.57794…,u≈−2.19187…
u≈1.73025…,u≈0.45623…,u≈−0.57794…,u≈−2.19187…
验证解
找到无定义的点(奇点):u=0
取 122u2+u−2​+72u−u−1​−24 的分母,令其等于零
解 u2=0:u=0
u2=0
使用法则 xn=0⇒x=0
u=0
u=0
以下点无定义u=0
将不在定义域的点与解相综合:
u≈1.73025…,u≈0.45623…,u≈−0.57794…,u≈−2.19187…
u≈1.73025…,u≈0.45623…,u≈−0.57794…,u≈−2.19187…
代回 u=ex,求解 x
解 ex=1.73025…:x=ln(1.73025…)
ex=1.73025…
使用指数运算法则
ex=1.73025…
若 f(x)=g(x),则 ln(f(x))=ln(g(x))ln(ex)=ln(1.73025…)
使用对数计算法则: ln(ea)=aln(ex)=xx=ln(1.73025…)
x=ln(1.73025…)
解 ex=0.45623…:x=ln(0.45623…)
ex=0.45623…
使用指数运算法则
ex=0.45623…
若 f(x)=g(x),则 ln(f(x))=ln(g(x))ln(ex)=ln(0.45623…)
使用对数计算法则: ln(ea)=aln(ex)=xx=ln(0.45623…)
x=ln(0.45623…)
解 ex=−0.57794…:x∈R无解
ex=−0.57794…
af(x) 对于 x不能为零或负值∈Rx∈R无解
解 ex=−2.19187…:x∈R无解
ex=−2.19187…
af(x) 对于 x不能为零或负值∈Rx∈R无解
x=ln(1.73025…),x=ln(0.45623…)
x=ln(1.73025…),x=ln(0.45623…)

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sec^2(θ)-1=0sec2(θ)−1=02sin(θ)cos(θ)=-sin(θ)2sin(θ)cos(θ)=−sin(θ)sec(θ)= 7/6sec(θ)=67​2cos^2(x)+7sin(x)-5=02cos2(x)+7sin(x)−5=08tan(2x)-16cos(x)=08tan(2x)−16cos(x)=0
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