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cos^3(x)-2sin(x)-0.7=0

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解

cos3(x)−2sin(x)−0.7=0

解

x=0.13658…+2πn,x=−2.49372…+2πn
+1
度
x=7.82570…∘+360∘n,x=−142.87998…∘+360∘n
解答ステップ
cos3(x)−2sin(x)−0.7=0
両辺に2sin(x)を足すcos3(x)−0.7=2sin(x)
両辺を2乗する(cos3(x)−0.7)2=(2sin(x))2
両辺から(2sin(x))2を引く(cos3(x)−0.7)2−4sin2(x)=0
三角関数の公式を使用して書き換える
(−0.7+cos3(x))2−4sin2(x)
ピタゴラスの公式を使用する: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=(−0.7+cos3(x))2−4(1−cos2(x))
簡素化 (−0.7+cos3(x))2−4(1−cos2(x)):cos6(x)+4cos2(x)−1.4cos3(x)−3.51
(−0.7+cos3(x))2−4(1−cos2(x))
(−0.7+cos3(x))2:0.49−1.4cos3(x)+cos6(x)
完全平方式を適用する: (a+b)2=a2+2ab+b2a=−0.7,b=cos3(x)
=(−0.7)2+2(−0.7)cos3(x)+(cos3(x))2
簡素化 (−0.7)2+2(−0.7)cos3(x)+(cos3(x))2:0.49−1.4cos3(x)+cos6(x)
(−0.7)2+2(−0.7)cos3(x)+(cos3(x))2
括弧を削除する: (−a)=−a=(−0.7)2−2⋅0.7cos3(x)+(cos3(x))2
(−0.7)2=0.49
(−0.7)2
指数の規則を適用する: n が偶数であれば (−a)n=an(−0.7)2=0.72=0.72
0.72=0.49=0.49
2⋅0.7cos3(x)=1.4cos3(x)
2⋅0.7cos3(x)
数を乗じる:2⋅0.7=1.4=1.4cos3(x)
(cos3(x))2=cos6(x)
(cos3(x))2
指数の規則を適用する: (ab)c=abc=cos3⋅2(x)
数を乗じる:3⋅2=6=cos6(x)
=0.49−1.4cos3(x)+cos6(x)
=0.49−1.4cos3(x)+cos6(x)
=0.49−1.4cos3(x)+cos6(x)−4(1−cos2(x))
拡張 −4(1−cos2(x)):−4+4cos2(x)
−4(1−cos2(x))
分配法則を適用する: a(b−c)=ab−aca=−4,b=1,c=cos2(x)=−4⋅1−(−4)cos2(x)
マイナス・プラスの規則を適用する−(−a)=a=−4⋅1+4cos2(x)
数を乗じる:4⋅1=4=−4+4cos2(x)
=0.49−1.4cos3(x)+cos6(x)−4+4cos2(x)
簡素化 0.49−1.4cos3(x)+cos6(x)−4+4cos2(x):cos6(x)+4cos2(x)−1.4cos3(x)−3.51
0.49−1.4cos3(x)+cos6(x)−4+4cos2(x)
条件のようなグループ=−1.4cos3(x)+cos6(x)+4cos2(x)+0.49−4
数を足す/引く:0.49−4=−3.51=cos6(x)+4cos2(x)−1.4cos3(x)−3.51
=cos6(x)+4cos2(x)−1.4cos3(x)−3.51
=cos6(x)+4cos2(x)−1.4cos3(x)−3.51
−3.51+cos6(x)−1.4cos3(x)+4cos2(x)=0
置換で解く
−3.51+cos6(x)−1.4cos3(x)+4cos2(x)=0
仮定:cos(x)=u−3.51+u6−1.4u3+4u2=0
−3.51+u6−1.4u3+4u2=0:u≈0.99068…,u≈−0.79737…
−3.51+u6−1.4u3+4u2=0
以下で両辺を乗じる:100
−3.51+u6−1.4u3+4u2=0
小数点を取り除くには, 小数点以下の各桁に10を乗じます小数点の右側は 2桁なので, 100を乗じます−3.51⋅100+u6⋅100−1.4u3⋅100+4u2⋅100=0⋅100
改良−351+100u6−140u3+400u2=0
−351+100u6−140u3+400u2=0
標準的な形式で書く an​xn+…+a1​x+a0​=0100u6−140u3+400u2−351=0
ニュートン・ラプソン法を使用して 100u6−140u3+400u2−351=0 の解を1つ求める:u≈0.99068…
100u6−140u3+400u2−351=0
ニュートン・ラプソン概算の定義
f(u)=100u6−140u3+400u2−351
発見する f′(u):600u5−420u2+800u
dud​(100u6−140u3+400u2−351)
和/差の法則を適用: (f±g)′=f′±g′=dud​(100u6)−dud​(140u3)+dud​(400u2)−dud​(351)
dud​(100u6)=600u5
dud​(100u6)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=100dud​(u6)
乗の法則を適用: dxd​(xa)=a⋅xa−1=100⋅6u6−1
簡素化=600u5
dud​(140u3)=420u2
dud​(140u3)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=140dud​(u3)
乗の法則を適用: dxd​(xa)=a⋅xa−1=140⋅3u3−1
簡素化=420u2
dud​(400u2)=800u
dud​(400u2)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=400dud​(u2)
乗の法則を適用: dxd​(xa)=a⋅xa−1=400⋅2u2−1
簡素化=800u
dud​(351)=0
dud​(351)
定数の導関数: dxd​(a)=0=0
=600u5−420u2+800u−0
簡素化=600u5−420u2+800u
仮定: u0​=1Δun+1​<になるまで un+1​を計算する 0.000001
u1​=0.99081…:Δu1​=0.00918…
f(u0​)=100⋅16−140⋅13+400⋅12−351=9f′(u0​)=600⋅15−420⋅12+800⋅1=980u1​=0.99081…
Δu1​=∣0.99081…−1∣=0.00918…Δu1​=0.00918…
u2​=0.99068…:Δu2​=0.00012…
f(u1​)=100⋅0.99081…6−140⋅0.99081…3+400⋅0.99081…2−351=0.12339…f′(u1​)=600⋅0.99081…5−420⋅0.99081…2+800⋅0.99081…=953.28231…u2​=0.99068…
Δu2​=∣0.99068…−0.99081…∣=0.00012…Δu2​=0.00012…
u3​=0.99068…:Δu3​=2.51305E−8
f(u2​)=100⋅0.99068…6−140⋅0.99068…3+400⋅0.99068…2−351=0.00002…f′(u2​)=600⋅0.99068…5−420⋅0.99068…2+800⋅0.99068…=952.91233…u3​=0.99068…
Δu3​=∣0.99068…−0.99068…∣=2.51305E−8Δu3​=2.51305E−8
u≈0.99068…
長除法を適用する:u−0.99068…100u6−140u3+400u2−351​=100u5+99.06868…u4+98.14604…u3−42.76800…u2+357.63030…u+354.29964…
100u5+99.06868…u4+98.14604…u3−42.76800…u2+357.63030…u+354.29964…≈0
ニュートン・ラプソン法を使用して 100u5+99.06868…u4+98.14604…u3−42.76800…u2+357.63030…u+354.29964…=0 の解を1つ求める:u≈−0.79737…
100u5+99.06868…u4+98.14604…u3−42.76800…u2+357.63030…u+354.29964…=0
ニュートン・ラプソン概算の定義
f(u)=100u5+99.06868…u4+98.14604…u3−42.76800…u2+357.63030…u+354.29964…
発見する f′(u):500u4+396.27474…u3+294.43813…u2−85.53600…u+357.63030…
dud​(100u5+99.06868…u4+98.14604…u3−42.76800…u2+357.63030…u+354.29964…)
和/差の法則を適用: (f±g)′=f′±g′=dud​(100u5)+dud​(99.06868…u4)+dud​(98.14604…u3)−dud​(42.76800…u2)+dud​(357.63030…u)+dud​(354.29964…)
dud​(100u5)=500u4
dud​(100u5)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=100dud​(u5)
乗の法則を適用: dxd​(xa)=a⋅xa−1=100⋅5u5−1
簡素化=500u4
dud​(99.06868…u4)=396.27474…u3
dud​(99.06868…u4)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=99.06868…dud​(u4)
乗の法則を適用: dxd​(xa)=a⋅xa−1=99.06868…⋅4u4−1
簡素化=396.27474…u3
dud​(98.14604…u3)=294.43813…u2
dud​(98.14604…u3)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=98.14604…dud​(u3)
乗の法則を適用: dxd​(xa)=a⋅xa−1=98.14604…⋅3u3−1
簡素化=294.43813…u2
dud​(42.76800…u2)=85.53600…u
dud​(42.76800…u2)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=42.76800…dud​(u2)
乗の法則を適用: dxd​(xa)=a⋅xa−1=42.76800…⋅2u2−1
簡素化=85.53600…u
dud​(357.63030…u)=357.63030…
dud​(357.63030…u)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=357.63030…dudu​
共通の導関数を適用: dudu​=1=357.63030…⋅1
簡素化=357.63030…
dud​(354.29964…)=0
dud​(354.29964…)
定数の導関数: dxd​(a)=0=0
=500u4+396.27474…u3+294.43813…u2−85.53600…u+357.63030…+0
簡素化=500u4+396.27474…u3+294.43813…u2−85.53600…u+357.63030…
仮定: u0​=−1Δun+1​<になるまで un+1​を計算する 0.000001
u1​=−0.82744…:Δu1​=0.17255…
f(u0​)=100(−1)5+99.06868…(−1)4+98.14604…(−1)3−42.76800…(−1)2+357.63030…(−1)+354.29964…=−145.17602…f′(u0​)=500(−1)4+396.27474…(−1)3+294.43813…(−1)2−85.53600…(−1)+357.63030…=841.32969…u1​=−0.82744…
Δu1​=∣−0.82744…−(−1)∣=0.17255…Δu1​=0.17255…
u2​=−0.79798…:Δu2​=0.02946…
f(u1​)=100(−0.82744…)5+99.06868…(−0.82744…)4+98.14604…(−0.82744…)3−42.76800…(−0.82744…)2+357.63030…(−0.82744…)+354.29964…=−18.85098…f′(u1​)=500(−0.82744…)4+396.27474…(−0.82744…)3+294.43813…(−0.82744…)2−85.53600…(−0.82744…)+357.63030…=639.88234…u2​=−0.79798…
Δu2​=∣−0.79798…−(−0.82744…)∣=0.02946…Δu2​=0.02946…
u3​=−0.79737…:Δu3​=0.00061…
f(u2​)=100(−0.79798…)5+99.06868…(−0.79798…)4+98.14604…(−0.79798…)3−42.76800…(−0.79798…)2+357.63030…(−0.79798…)+354.29964…=−0.37564…f′(u2​)=500(−0.79798…)4+396.27474…(−0.79798…)3+294.43813…(−0.79798…)2−85.53600…(−0.79798…)+357.63030…=614.75965…u3​=−0.79737…
Δu3​=∣−0.79737…−(−0.79798…)∣=0.00061…Δu3​=0.00061…
u4​=−0.79737…:Δu4​=2.47446E−7
f(u3​)=100(−0.79737…)5+99.06868…(−0.79737…)4+98.14604…(−0.79737…)3−42.76800…(−0.79737…)2+357.63030…(−0.79737…)+354.29964…=−0.00015…f′(u3​)=500(−0.79737…)4+396.27474…(−0.79737…)3+294.43813…(−0.79737…)2−85.53600…(−0.79737…)+357.63030…=614.26230…u4​=−0.79737…
Δu4​=∣−0.79737…−(−0.79737…)∣=2.47446E−7Δu4​=2.47446E−7
u≈−0.79737…
長除法を適用する:u+0.79737…100u5+99.06868…u4+98.14604…u3−42.76800…u2+357.63030…u+354.29964…​=100u4+19.33136…u3+82.73173…u2−108.73606…u+444.33352…
100u4+19.33136…u3+82.73173…u2−108.73606…u+444.33352…≈0
ニュートン・ラプソン法を使用して 100u4+19.33136…u3+82.73173…u2−108.73606…u+444.33352…=0 の解を1つ求める:以下の解はない: u∈R
100u4+19.33136…u3+82.73173…u2−108.73606…u+444.33352…=0
ニュートン・ラプソン概算の定義
f(u)=100u4+19.33136…u3+82.73173…u2−108.73606…u+444.33352…
発見する f′(u):400u3+57.99410…u2+165.46346…u−108.73606…
dud​(100u4+19.33136…u3+82.73173…u2−108.73606…u+444.33352…)
和/差の法則を適用: (f±g)′=f′±g′=dud​(100u4)+dud​(19.33136…u3)+dud​(82.73173…u2)−dud​(108.73606…u)+dud​(444.33352…)
dud​(100u4)=400u3
dud​(100u4)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=100dud​(u4)
乗の法則を適用: dxd​(xa)=a⋅xa−1=100⋅4u4−1
簡素化=400u3
dud​(19.33136…u3)=57.99410…u2
dud​(19.33136…u3)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=19.33136…dud​(u3)
乗の法則を適用: dxd​(xa)=a⋅xa−1=19.33136…⋅3u3−1
簡素化=57.99410…u2
dud​(82.73173…u2)=165.46346…u
dud​(82.73173…u2)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=82.73173…dud​(u2)
乗の法則を適用: dxd​(xa)=a⋅xa−1=82.73173…⋅2u2−1
簡素化=165.46346…u
dud​(108.73606…u)=108.73606…
dud​(108.73606…u)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=108.73606…dudu​
共通の導関数を適用: dudu​=1=108.73606…⋅1
簡素化=108.73606…
dud​(444.33352…)=0
dud​(444.33352…)
定数の導関数: dxd​(a)=0=0
=400u3+57.99410…u2+165.46346…u−108.73606…+0
簡素化=400u3+57.99410…u2+165.46346…u−108.73606…
仮定: u0​=4Δun+1​<になるまで un+1​を計算する 0.000001
u1​=2.95977…:Δu1​=1.04022…
f(u0​)=100⋅44+19.33136…⋅43+82.73173…⋅42−108.73606…⋅4+444.33352…=28170.30446…f′(u0​)=400⋅43+57.99410…⋅42+165.46346…⋅4−108.73606…=27081.02341…u1​=2.95977…
Δu1​=∣2.95977…−4∣=1.04022…Δu1​=1.04022…
u2​=2.15849…:Δu2​=0.80127…
f(u1​)=100⋅2.95977…4+19.33136…⋅2.95977…3+82.73173…⋅2.95977…2−108.73606…⋅2.95977…+444.33352…=9022.73494…f′(u1​)=400⋅2.95977…3+57.99410…⋅2.95977…2+165.46346…⋅2.95977…−108.73606…=11260.43299…u2​=2.15849…
Δu2​=∣2.15849…−2.95977…∣=0.80127…Δu2​=0.80127…
u3​=1.50665…:Δu3​=0.65184…
f(u2​)=100⋅2.15849…4+19.33136…⋅2.15849…3+82.73173…⋅2.15849…2−108.73606…⋅2.15849…+444.33352…=2960.23225…f′(u2​)=400⋅2.15849…3+57.99410…⋅2.15849…2+165.46346…⋅2.15849…−108.73606…=4541.29955…u3​=1.50665…
Δu3​=∣1.50665…−2.15849…∣=0.65184…Δu3​=0.65184…
u4​=0.86667…:Δu4​=0.63997…
f(u3​)=100⋅1.50665…4+19.33136…⋅1.50665…3+82.73173…⋅1.50665…2−108.73606…⋅1.50665…+444.33352…=1049.71285…f′(u3​)=400⋅1.50665…3+57.99410…⋅1.50665…2+165.46346…⋅1.50665…−108.73606…=1640.24724…u4​=0.86667…
Δu4​=∣0.86667…−1.50665…∣=0.63997…Δu4​=0.63997…
u5​=−0.55447…:Δu5​=1.42115…
f(u4​)=100⋅0.86667…4+19.33136…⋅0.86667…3+82.73173…⋅0.86667…2−108.73606…⋅0.86667…+444.33352…=481.24159…f′(u4​)=400⋅0.86667…3+57.99410…⋅0.86667…2+165.46346…⋅0.86667…−108.73606…=338.62623…u5​=−0.55447…
Δu5​=∣−0.55447…−0.86667…∣=1.42115…Δu5​=1.42115…
u6​=1.58320…:Δu6​=2.13768…
f(u5​)=100(−0.55447…)4+19.33136…(−0.55447…)3+82.73173…(−0.55447…)2−108.73606…(−0.55447…)+444.33352…=536.21783…f′(u5​)=400(−0.55447…)3+57.99410…(−0.55447…)2+165.46346…(−0.55447…)−108.73606…=−250.84100…u6​=1.58320…
Δu6​=∣1.58320…−(−0.55447…)∣=2.13768…Δu6​=2.13768…
u7​=0.95511…:Δu7​=0.62809…
f(u6​)=100⋅1.58320…4+19.33136…⋅1.58320…3+82.73173…⋅1.58320…2−108.73606…⋅1.58320…+444.33352…=1184.53262…f′(u6​)=400⋅1.58320…3+57.99410…⋅1.58320…2+165.46346…⋅1.58320…−108.73606…=1885.92418…u7​=0.95511…
Δu7​=∣0.95511…−1.58320…∣=0.62809…Δu7​=0.62809…
u8​=−0.18975…:Δu8​=1.14486…
f(u7​)=100⋅0.95511…4+19.33136…⋅0.95511…3+82.73173…⋅0.95511…2−108.73606…⋅0.95511…+444.33352…=516.00984…f′(u7​)=400⋅0.95511…3+57.99410…⋅0.95511…2+165.46346…⋅0.95511…−108.73606…=450.71799…u8​=−0.18975…
Δu8​=∣−0.18975…−0.95511…∣=1.14486…Δu8​=1.14486…
u9​=3.13422…:Δu9​=3.32398…
f(u8​)=100(−0.18975…)4+19.33136…(−0.18975…)3+82.73173…(−0.18975…)2−108.73606…(−0.18975…)+444.33352…=467.94277…f′(u8​)=400(−0.18975…)3+57.99410…(−0.18975…)2+165.46346…(−0.18975…)−108.73606…=−140.77780…u9​=3.13422…
Δu9​=∣3.13422…−(−0.18975…)∣=3.32398…Δu9​=3.32398…
解を見つけられない
解答はu≈0.99068…,u≈−0.79737…
代用を戻す u=cos(x)cos(x)≈0.99068…,cos(x)≈−0.79737…
cos(x)≈0.99068…,cos(x)≈−0.79737…
cos(x)=0.99068…:x=arccos(0.99068…)+2πn,x=2π−arccos(0.99068…)+2πn
cos(x)=0.99068…
三角関数の逆数プロパティを適用する
cos(x)=0.99068…
以下の一般解 cos(x)=0.99068…cos(x)=a⇒x=arccos(a)+2πn,x=2π−arccos(a)+2πnx=arccos(0.99068…)+2πn,x=2π−arccos(0.99068…)+2πn
x=arccos(0.99068…)+2πn,x=2π−arccos(0.99068…)+2πn
cos(x)=−0.79737…:x=arccos(−0.79737…)+2πn,x=−arccos(−0.79737…)+2πn
cos(x)=−0.79737…
三角関数の逆数プロパティを適用する
cos(x)=−0.79737…
以下の一般解 cos(x)=−0.79737…cos(x)=−a⇒x=arccos(−a)+2πn,x=−arccos(−a)+2πnx=arccos(−0.79737…)+2πn,x=−arccos(−0.79737…)+2πn
x=arccos(−0.79737…)+2πn,x=−arccos(−0.79737…)+2πn
すべての解を組み合わせるx=arccos(0.99068…)+2πn,x=2π−arccos(0.99068…)+2πn,x=arccos(−0.79737…)+2πn,x=−arccos(−0.79737…)+2πn
元のequationに当てはめて解を検算する
cos3(x)−2sin(x)−0.7=0 に当てはめて解を確認する
equationに一致しないものを削除する。
解答を確認する arccos(0.99068…)+2πn:真
arccos(0.99068…)+2πn
挿入 n=1arccos(0.99068…)+2π1
cos3(x)−2sin(x)−0.7=0の挿入向けx=arccos(0.99068…)+2π1cos3(arccos(0.99068…)+2π1)−2sin(arccos(0.99068…)+2π1)−0.7=0
改良0=0
⇒真
解答を確認する 2π−arccos(0.99068…)+2πn:偽
2π−arccos(0.99068…)+2πn
挿入 n=12π−arccos(0.99068…)+2π1
cos3(x)−2sin(x)−0.7=0の挿入向けx=2π−arccos(0.99068…)+2π1cos3(2π−arccos(0.99068…)+2π1)−2sin(2π−arccos(0.99068…)+2π1)−0.7=0
改良0.54463…=0
⇒偽
解答を確認する arccos(−0.79737…)+2πn:偽
arccos(−0.79737…)+2πn
挿入 n=1arccos(−0.79737…)+2π1
cos3(x)−2sin(x)−0.7=0の挿入向けx=arccos(−0.79737…)+2π1cos3(arccos(−0.79737…)+2π1)−2sin(arccos(−0.79737…)+2π1)−0.7=0
改良−2.41394…=0
⇒偽
解答を確認する −arccos(−0.79737…)+2πn:真
−arccos(−0.79737…)+2πn
挿入 n=1−arccos(−0.79737…)+2π1
cos3(x)−2sin(x)−0.7=0の挿入向けx=−arccos(−0.79737…)+2π1cos3(−arccos(−0.79737…)+2π1)−2sin(−arccos(−0.79737…)+2π1)−0.7=0
改良0=0
⇒真
x=arccos(0.99068…)+2πn,x=−arccos(−0.79737…)+2πn
10進法形式で解を証明するx=0.13658…+2πn,x=−2.49372…+2πn

グラフ

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人気の例

solvefor y=cos(x),xsolvefory=cos(x),xtan(θ)= 5/(5sqrt(3))tan(θ)=53​5​cos(x)=7cos(x)=75sin(θ)cos(θ)+4cos(θ)=05sin(θ)cos(θ)+4cos(θ)=02csc(x)+4=02csc(x)+4=0
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