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5-8cos(x)+4cos(2x)<0

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解答

5−8cos(x)+4cos(2x)<0

解答

arccos(42​+2​)+2πn<x<arccos(4−2​+2​)+2πnor−arccos(4−2​+2​)+2π+2πn<x<2π−arccos(42​+2​)+2πn
+2
间隔符号
(arccos(42​+2​)+2πn,arccos(4−2​+2​)+2πn)∪(−arccos(4−2​+2​)+2π+2πn,2π−arccos(42​+2​)+2πn)
十进制
0.54802…+2πn<x<1.42382…+2πnor4.85936…+2πn<x<5.73515…+2πn
求解步骤
5−8cos(x)+4cos(2x)<0
利用以下特性: cos(2x)=−1+2cos2(x)5+4(−1+2cos2(x))−8cos(x)<0
化简 5+4(−1+2cos2(x))−8cos(x):8cos2(x)−8cos(x)+1
5+4(−1+2cos2(x))−8cos(x)
乘开 4(−1+2cos2(x)):−4+8cos2(x)
4(−1+2cos2(x))
使用分配律: a(b+c)=ab+aca=4,b=−1,c=2cos2(x)=4(−1)+4⋅2cos2(x)
使用加减运算法则+(−a)=−a=−4⋅1+4⋅2cos2(x)
化简 −4⋅1+4⋅2cos2(x):−4+8cos2(x)
−4⋅1+4⋅2cos2(x)
数字相乘:4⋅1=4=−4+4⋅2cos2(x)
数字相乘:4⋅2=8=−4+8cos2(x)
=−4+8cos2(x)
=5−4+8cos2(x)−8cos(x)
数字相减:5−4=1=8cos2(x)−8cos(x)+1
8cos2(x)−8cos(x)+1<0
令:u=cos(x)8u2−8u+1<0
8u2−8u+1<0:−42​​+21​<u<42​​+21​
8u2−8u+1<0
对 8u2−8u+1配方:8(u−21​)2−1
8u2−8u+1
将 8u2−8u+1改写为如下形式:x2+2ax+a2因式分解 88(u2−u+81​)
2a=−1:a=−21​
2a=−1
两边除以 2
2a=−1
两边除以 222a​=2−1​
化简a=−21​
a=−21​
加和减 (−21​)28(u2−u+81​+(−21​)2−(−21​)2)
x2+2ax+a2=(x+a)2u2−1u+(−21​)2=(u−21​)28((u−21​)2+81​−(−21​)2)
化简8(u−21​)2−1
8(u−21​)2−1<0
将 1到右边
8(u−21​)2−1<0
两边加上 18(u−21​)2−1+1<0+1
化简8(u−21​)2<1
8(u−21​)2<1
两边除以 8
8(u−21​)2<1
两边除以 888(u−21​)2​<81​
化简(u−21​)2<81​
(u−21​)2<81​
对于 un<a,若 n为偶数,则 −na​<u<na​
−81​​<u−21​<81​​
若 a<u<b,则 a<uandu<b−81​​<u−21​andu−21​<81​​
−81​​<u−21​:u>−42​​+21​
−81​​<u−21​
交换两边u−21​>−81​​
化简 −81​​:−22​1​
−81​​
化简 81​​:22​1​​
81​​
使用根式运算法则: nba​​=nb​na​​, 假定 a≥0,b≥0=8​1​​
8​=22​
8​
8质因数分解:23
8
8除以 28=4⋅2=2⋅4
4除以 24=2⋅2=2⋅2⋅2
2 是质数,因此无法进一步因数分解=2⋅2⋅2
=23
=23​
使用指数法则: ab+c=ab⋅ac=22⋅2​
使用根式运算法则: nab​=na​nb​=2​22​
使用根式运算法则: nan​=a22​=2=22​
=22​1​​
=−22​1​​
使用法则 1​=1=−22​1​
u−21​>−22​1​
将 21​到右边
u−21​>−22​1​
两边加上 21​u−21​+21​>−22​1​+21​
化简
u−21​+21​>−22​1​+21​
化简 u−21​+21​:u
u−21​+21​
同类项相加:−21​+21​>0
=u
化简 −22​1​+21​:−42​​+21​
−22​1​+21​
22​1​=42​​
22​1​
乘以共轭根式 2​2​​=22​2​1⋅2​​
1⋅2​=2​
22​2​=4
22​2​
使用指数法则: ab⋅ac=ab+c22​2​=2⋅221​⋅221​=21+21​+21​=21+21​+21​
同类项相加:21​+21​=2⋅21​=21+2⋅21​
2⋅21​=1
2⋅21​
分式相乘: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
约分:2=1
=21+1
数字相加:1+1=2=22
22=4=4
=42​​
=−42​​+21​
u>−42​​+21​
u>−42​​+21​
u>−42​​+21​
u−21​<81​​:u<42​​+21​
u−21​<81​​
化简 81​​:22​1​
81​​
使用根式运算法则: nba​​=nb​na​​, 假定 a≥0,b≥0=8​1​​
8​=22​
8​
8质因数分解:23
8
8除以 28=4⋅2=2⋅4
4除以 24=2⋅2=2⋅2⋅2
2 是质数,因此无法进一步因数分解=2⋅2⋅2
=23
=23​
使用指数法则: ab+c=ab⋅ac=22⋅2​
使用根式运算法则: nab​=na​nb​=2​22​
使用根式运算法则: nan​=a22​=2=22​
=22​1​​
使用法则 1​=1=22​1​
u−21​<22​1​
将 21​到右边
u−21​<22​1​
两边加上 21​u−21​+21​<22​1​+21​
化简
u−21​+21​<22​1​+21​
化简 u−21​+21​:u
u−21​+21​
同类项相加:−21​+21​<0
=u
化简 22​1​+21​:42​​+21​
22​1​+21​
22​1​=42​​
22​1​
乘以共轭根式 2​2​​=22​2​1⋅2​​
1⋅2​=2​
22​2​=4
22​2​
使用指数法则: ab⋅ac=ab+c22​2​=2⋅221​⋅221​=21+21​+21​=21+21​+21​
同类项相加:21​+21​=2⋅21​=21+2⋅21​
2⋅21​=1
2⋅21​
分式相乘: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
约分:2=1
=21+1
数字相加:1+1=2=22
22=4=4
=42​​
=42​​+21​
u<42​​+21​
u<42​​+21​
u<42​​+21​
合并区间u>−42​​+21​andu<42​​+21​
合并重叠的区间
u>−42​​+21​andu<42​​+21​
两个区间的交集是指同时存在于这两个区间的数的集合
u>−42​​+21​andu<42​​+21​
−42​​+21​<u<42​​+21​
−42​​+21​<u<42​​+21​
−42​​+21​<u<42​​+21​
u=cos(x)代回−42​​+21​<cos(x)<42​​+21​
若 a<u<b,则 a<uandu<b−42​​+21​<cos(x)andcos(x)<42​​+21​
−42​​+21​<cos(x):−arccos(4−2​+2​)+2πn<x<arccos(4−2​+2​)+2πn
−42​​+21​<cos(x)
交换两边cos(x)>−42​​+21​
对于 cos(x)>a,若 −1≤a<1,则 −arccos(a)+2πn<x<arccos(a)+2πn−arccos(−42​​+21​)+2πn<x<arccos(−42​​+21​)+2πn
化简 −arccos(−42​​+21​):−arccos(4−2​+2​)
−arccos(−42​​+21​)
化简 −42​​+21​:22​−1+2​​
−42​​+21​
4,2的最小公倍数:4
4,2
最小公倍数 (LCM)
4质因数分解:2⋅2
4
4除以 24=2⋅2=2⋅2
2质因数分解:2
2
2 是质数,因此无法因数分解=2
将每个因子乘以它在 4 或 2中出现的最多次数=2⋅2
数字相乘:2⋅2=4=4
根据最小公倍数调整分式
将每个分子乘以其分母转变为最小公倍数所要乘以的同一数值 4
对于 21​:将分母和分子乘以 221​=2⋅21⋅2​=42​
=−42​​+42​
因为分母相等,所以合并分式: ca​±cb​=ca±b​=4−2​+2​
分解 −2​+2:2​(−1+2​)
−2​+2
2=2​2​=−2​+2​2​
因式分解出通项 2​=2​(−1+2​)
=42​(−1+2​)​
分解 4:22
因式分解 4=22
=222​(2​−1)​
消掉 222​(−1+2​)​:223​−1+2​​
222​(−1+2​)​
使用根式运算法则: na​=an1​2​=221​=22221​(2​−1)​
使用指数法则: xbxa​=xb−a1​22221​​=22−21​1​=22−21​−1+2​​
数字相减:2−21​=23​=223​−1+2​​
=223​−1+2​​
223​=22​
223​
223​=21+21​=21+21​
使用指数法则: xa+b=xaxb=21⋅221​
整理后得=22​
=22​−1+2​​
=−arccos(22​2​−1​)
=−arccos(42−2​​)
化简 arccos(−42​​+21​):arccos(4−2​+2​)
arccos(−42​​+21​)
化简 −42​​+21​:22​−1+2​​
−42​​+21​
4,2的最小公倍数:4
4,2
最小公倍数 (LCM)
4质因数分解:2⋅2
4
4除以 24=2⋅2=2⋅2
2质因数分解:2
2
2 是质数,因此无法因数分解=2
将每个因子乘以它在 4 或 2中出现的最多次数=2⋅2
数字相乘:2⋅2=4=4
根据最小公倍数调整分式
将每个分子乘以其分母转变为最小公倍数所要乘以的同一数值 4
对于 21​:将分母和分子乘以 221​=2⋅21⋅2​=42​
=−42​​+42​
因为分母相等,所以合并分式: ca​±cb​=ca±b​=4−2​+2​
分解 −2​+2:2​(−1+2​)
−2​+2
2=2​2​=−2​+2​2​
因式分解出通项 2​=2​(−1+2​)
=42​(−1+2​)​
分解 4:22
因式分解 4=22
=222​(2​−1)​
消掉 222​(−1+2​)​:223​−1+2​​
222​(−1+2​)​
使用根式运算法则: na​=an1​2​=221​=22221​(2​−1)​
使用指数法则: xbxa​=xb−a1​22221​​=22−21​1​=22−21​−1+2​​
数字相减:2−21​=23​=223​−1+2​​
=223​−1+2​​
223​=22​
223​
223​=21+21​=21+21​
使用指数法则: xa+b=xaxb=21⋅221​
整理后得=22​
=22​−1+2​​
=arccos(22​−1+2​​)
=arccos(4−2​+2​)
−arccos(4−2​+2​)+2πn<x<arccos(4−2​+2​)+2πn
cos(x)<42​​+21​:arccos(42​+2​)+2πn<x<2π−arccos(42​+2​)+2πn
cos(x)<42​​+21​
对于 cos(x)<a,若 −1<a≤1,则 arccos(a)+2πn<x<2π−arccos(a)+2πnarccos(42​​+21​)+2πn<x<2π−arccos(42​​+21​)+2πn
化简 arccos(42​​+21​):arccos(42​+2​)
arccos(42​​+21​)
化简 42​​+21​:22​1+2​​
42​​+21​
4,2的最小公倍数:4
4,2
最小公倍数 (LCM)
4质因数分解:2⋅2
4
4除以 24=2⋅2=2⋅2
2质因数分解:2
2
2 是质数,因此无法因数分解=2
将每个因子乘以它在 4 或 2中出现的最多次数=2⋅2
数字相乘:2⋅2=4=4
根据最小公倍数调整分式
将每个分子乘以其分母转变为最小公倍数所要乘以的同一数值 4
对于 21​:将分母和分子乘以 221​=2⋅21⋅2​=42​
=42​​+42​
因为分母相等,所以合并分式: ca​±cb​=ca±b​=42​+2​
分解 2​+2:2​(1+2​)
2​+2
2=2​2​=2​+2​2​
因式分解出通项 2​=2​(1+2​)
=42​(1+2​)​
分解 4:22
因式分解 4=22
=222​(1+2​)​
消掉 222​(1+2​)​:223​1+2​​
222​(1+2​)​
使用根式运算法则: na​=an1​2​=221​=22221​(1+2​)​
使用指数法则: xbxa​=xb−a1​22221​​=22−21​1​=22−21​1+2​​
数字相减:2−21​=23​=223​1+2​​
=223​1+2​​
223​=22​
223​
223​=21+21​=21+21​
使用指数法则: xa+b=xaxb=21⋅221​
整理后得=22​
=22​1+2​​
=arccos(22​1+2​​)
=arccos(42​+2​)
化简 2π−arccos(42​​+21​):2π−arccos(42​+2​)
2π−arccos(42​​+21​)
化简 42​​+21​:42​+2​
42​​+21​
4,2的最小公倍数:4
4,2
最小公倍数 (LCM)
4质因数分解:2⋅2
4
4除以 24=2⋅2=2⋅2
2质因数分解:2
2
2 是质数,因此无法因数分解=2
将每个因子乘以它在 4 或 2中出现的最多次数=2⋅2
数字相乘:2⋅2=4=4
根据最小公倍数调整分式
将每个分子乘以其分母转变为最小公倍数所要乘以的同一数值 4
对于 21​:将分母和分子乘以 221​=2⋅21⋅2​=42​
=42​​+42​
因为分母相等,所以合并分式: ca​±cb​=ca±b​=42​+2​
=2π−arccos(42+2​​)
arccos(42​+2​)+2πn<x<2π−arccos(42​+2​)+2πn
合并区间−arccos(4−2​+2​)+2πn<x<arccos(4−2​+2​)+2πnandarccos(42​+2​)+2πn<x<2π−arccos(42​+2​)+2πn
合并重叠的区间arccos(42​+2​)+2πn<x<arccos(4−2​+2​)+2πnor−arccos(4−2​+2​)+2π+2πn<x<2π−arccos(42​+2​)+2πn

流行的例子

sin(a)<0sin(a)<0sin^{(2)}(x)<= ((1))/((2))sin(2)(x)≤(2)(1)​cos^2(x)-1/4 <= 0cos2(x)−41​≤0-sin(θ)+cos(θ)-sqrt(10)<0−sin(θ)+cos(θ)−10​<0cos(x)+sqrt(3)sin(x)>= sqrt(2)cos(x)+3​sin(x)≥2​
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