解答
sec(y)+5tan(y)=3cos(y)
解答
y=0.33983…+2πn,y=π−0.33983…+2πn
+1
度数
y=19.47122…∘+360∘n,y=160.52877…∘+360∘n求解步骤
sec(y)+5tan(y)=3cos(y)
两边减去 3cos(y)sec(y)+5tan(y)−3cos(y)=0
用 sin, cos 表示cos(y)1+5⋅cos(y)sin(y)−3cos(y)=0
化简 cos(y)1+5⋅cos(y)sin(y)−3cos(y):cos(y)1+5sin(y)−3cos2(y)
cos(y)1+5⋅cos(y)sin(y)−3cos(y)
乘 5⋅cos(y)sin(y):cos(y)5sin(y)
5⋅cos(y)sin(y)
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=cos(y)sin(y)⋅5
=cos(y)1+cos(y)5sin(y)−3cos(y)
合并分式 cos(y)1+cos(y)5sin(y):cos(y)1+5sin(y)
使用法则 ca±cb=ca±b=cos(y)1+5sin(y)
=cos(y)5sin(y)+1−3cos(y)
将项转换为分式: 3cos(y)=cos(y)3cos(y)cos(y)=cos(y)1+sin(y)⋅5−cos(y)3cos(y)cos(y)
因为分母相等,所以合并分式: ca±cb=ca±b=cos(y)1+sin(y)⋅5−3cos(y)cos(y)
1+sin(y)⋅5−3cos(y)cos(y)=1+5sin(y)−3cos2(y)
1+sin(y)⋅5−3cos(y)cos(y)
3cos(y)cos(y)=3cos2(y)
3cos(y)cos(y)
使用指数法则: ab⋅ac=ab+ccos(y)cos(y)=cos1+1(y)=3cos1+1(y)
数字相加:1+1=2=3cos2(y)
=1+5sin(y)−3cos2(y)
=cos(y)1+5sin(y)−3cos2(y)
cos(y)1+5sin(y)−3cos2(y)=0
g(x)f(x)=0⇒f(x)=01+5sin(y)−3cos2(y)=0
两边加上 3cos2(y)1+5sin(y)=3cos2(y)
两边进行平方(1+5sin(y))2=(3cos2(y))2
两边减去 (3cos2(y))2(1+5sin(y))2−9cos4(y)=0
分解 (1+5sin(y))2−9cos4(y):(1+5sin(y)+3cos2(y))(1+5sin(y)−3cos2(y))
(1+5sin(y))2−9cos4(y)
将 (1+5sin(y))2−9cos4(y) 改写为 (1+5sin(y))2−(3cos2(y))2
(1+5sin(y))2−9cos4(y)
将 9 改写为 32=(1+5sin(y))2−32cos4(y)
使用指数法则: abc=(ab)ccos4(y)=(cos2(y))2=(1+5sin(y))2−32(cos2(y))2
使用指数法则: ambm=(ab)m32(cos2(y))2=(3cos2(y))2=(1+5sin(y))2−(3cos2(y))2
=(1+5sin(y))2−(3cos2(y))2
使用平方差公式: x2−y2=(x+y)(x−y)(1+5sin(y))2−(3cos2(y))2=((1+5sin(y))+3cos2(y))((1+5sin(y))−3cos2(y))=((1+5sin(y))+3cos2(y))((1+5sin(y))−3cos2(y))
整理后得=(3cos2(y)+5sin(y)+1)(5sin(y)−3cos2(y)+1)
(1+5sin(y)+3cos2(y))(1+5sin(y)−3cos2(y))=0
分别求解每个部分1+5sin(y)+3cos2(y)=0or1+5sin(y)−3cos2(y)=0
1+5sin(y)+3cos2(y)=0:y=arcsin(−6−5+73)+2πn,y=π+arcsin(6−5+73)+2πn
1+5sin(y)+3cos2(y)=0
使用三角恒等式改写
1+3cos2(y)+5sin(y)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=1+3(1−sin2(y))+5sin(y)
化简 1+3(1−sin2(y))+5sin(y):5sin(y)−3sin2(y)+4
1+3(1−sin2(y))+5sin(y)
乘开 3(1−sin2(y)):3−3sin2(y)
3(1−sin2(y))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=3,b=1,c=sin2(y)=3⋅1−3sin2(y)
数字相乘:3⋅1=3=3−3sin2(y)
=1+3−3sin2(y)+5sin(y)
数字相加:1+3=4=5sin(y)−3sin2(y)+4
=5sin(y)−3sin2(y)+4
4−3sin2(y)+5sin(y)=0
用替代法求解
4−3sin2(y)+5sin(y)=0
令:sin(y)=u4−3u2+5u=0
4−3u2+5u=0:u=−6−5+73,u=65+73
4−3u2+5u=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=0−3u2+5u+4=0
使用求根公式求解
−3u2+5u+4=0
二次方程求根公式:
若 a=−3,b=5,c=4u1,2=2(−3)−5±52−4(−3)⋅4
u1,2=2(−3)−5±52−4(−3)⋅4
52−4(−3)⋅4=73
52−4(−3)⋅4
使用法则 −(−a)=a=52+4⋅3⋅4
数字相乘:4⋅3⋅4=48=52+48
52=25=25+48
数字相加:25+48=73=73
u1,2=2(−3)−5±73
将解分隔开u1=2(−3)−5+73,u2=2(−3)−5−73
u=2(−3)−5+73:−6−5+73
2(−3)−5+73
去除括号: (−a)=−a=−2⋅3−5+73
数字相乘:2⋅3=6=−6−5+73
使用分式法则: −ba=−ba=−6−5+73
u=2(−3)−5−73:65+73
2(−3)−5−73
去除括号: (−a)=−a=−2⋅3−5−73
数字相乘:2⋅3=6=−6−5−73
使用分式法则: −b−a=ba−5−73=−(5+73)=65+73
二次方程组的解是:u=−6−5+73,u=65+73
u=sin(y)代回sin(y)=−6−5+73,sin(y)=65+73
sin(y)=−6−5+73,sin(y)=65+73
sin(y)=−6−5+73:y=arcsin(−6−5+73)+2πn,y=π+arcsin(6−5+73)+2πn
sin(y)=−6−5+73
使用反三角函数性质
sin(y)=−6−5+73
sin(y)=−6−5+73的通解sin(x)=−a⇒x=arcsin(−a)+2πn,x=π+arcsin(a)+2πny=arcsin(−6−5+73)+2πn,y=π+arcsin(6−5+73)+2πn
y=arcsin(−6−5+73)+2πn,y=π+arcsin(6−5+73)+2πn
sin(y)=65+73:无解
sin(y)=65+73
−1≤sin(x)≤1无解
合并所有解y=arcsin(−6−5+73)+2πn,y=π+arcsin(6−5+73)+2πn
1+5sin(y)−3cos2(y)=0:y=arcsin(31)+2πn,y=π−arcsin(31)+2πn
1+5sin(y)−3cos2(y)=0
使用三角恒等式改写
1−3cos2(y)+5sin(y)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=1−3(1−sin2(y))+5sin(y)
化简 1−3(1−sin2(y))+5sin(y):3sin2(y)+5sin(y)−2
1−3(1−sin2(y))+5sin(y)
乘开 −3(1−sin2(y)):−3+3sin2(y)
−3(1−sin2(y))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=−3,b=1,c=sin2(y)=−3⋅1−(−3)sin2(y)
使用加减运算法则−(−a)=a=−3⋅1+3sin2(y)
数字相乘:3⋅1=3=−3+3sin2(y)
=1−3+3sin2(y)+5sin(y)
数字相减:1−3=−2=3sin2(y)+5sin(y)−2
=3sin2(y)+5sin(y)−2
−2+3sin2(y)+5sin(y)=0
用替代法求解
−2+3sin2(y)+5sin(y)=0
令:sin(y)=u−2+3u2+5u=0
−2+3u2+5u=0:u=31,u=−2
−2+3u2+5u=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=03u2+5u−2=0
使用求根公式求解
3u2+5u−2=0
二次方程求根公式:
若 a=3,b=5,c=−2u1,2=2⋅3−5±52−4⋅3(−2)
u1,2=2⋅3−5±52−4⋅3(−2)
52−4⋅3(−2)=7
52−4⋅3(−2)
使用法则 −(−a)=a=52+4⋅3⋅2
数字相乘:4⋅3⋅2=24=52+24
52=25=25+24
数字相加:25+24=49=49
因式分解数字: 49=72=72
使用根式运算法则: nan=a72=7=7
u1,2=2⋅3−5±7
将解分隔开u1=2⋅3−5+7,u2=2⋅3−5−7
u=2⋅3−5+7:31
2⋅3−5+7
数字相加/相减:−5+7=2=2⋅32
数字相乘:2⋅3=6=62
约分:2=31
u=2⋅3−5−7:−2
2⋅3−5−7
数字相减:−5−7=−12=2⋅3−12
数字相乘:2⋅3=6=6−12
使用分式法则: b−a=−ba=−612
数字相除:612=2=−2
二次方程组的解是:u=31,u=−2
u=sin(y)代回sin(y)=31,sin(y)=−2
sin(y)=31,sin(y)=−2
sin(y)=31:y=arcsin(31)+2πn,y=π−arcsin(31)+2πn
sin(y)=31
使用反三角函数性质
sin(y)=31
sin(y)=31的通解sin(x)=a⇒x=arcsin(a)+2πn,x=π−arcsin(a)+2πny=arcsin(31)+2πn,y=π−arcsin(31)+2πn
y=arcsin(31)+2πn,y=π−arcsin(31)+2πn
sin(y)=−2:无解
sin(y)=−2
−1≤sin(x)≤1无解
合并所有解y=arcsin(31)+2πn,y=π−arcsin(31)+2πn
合并所有解y=arcsin(−6−5+73)+2πn,y=π+arcsin(6−5+73)+2πn,y=arcsin(31)+2πn,y=π−arcsin(31)+2πn
将解代入原方程进行验证
将它们代入 sec(y)+5tan(y)=3cos(y)检验解是否符合
去除与方程不符的解。
检验 arcsin(−6−5+73)+2πn的解:假
arcsin(−6−5+73)+2πn
代入 n=1arcsin(−6−5+73)+2π1
对于 sec(y)+5tan(y)=3cos(y)代入y=arcsin(−6−5+73)+2π1sec(arcsin(−6−5+73)+2π1)+5tan(arcsin(−6−5+73)+2π1)=3cos(arcsin(−6−5+73)+2π1)
整理后得−2.42074…=2.42074…
⇒假
检验 π+arcsin(6−5+73)+2πn的解:假
π+arcsin(6−5+73)+2πn
代入 n=1π+arcsin(6−5+73)+2π1
对于 sec(y)+5tan(y)=3cos(y)代入y=π+arcsin(6−5+73)+2π1sec(π+arcsin(6−5+73)+2π1)+5tan(π+arcsin(6−5+73)+2π1)=3cos(π+arcsin(6−5+73)+2π1)
整理后得2.42074…=−2.42074…
⇒假
检验 arcsin(31)+2πn的解:真
arcsin(31)+2πn
代入 n=1arcsin(31)+2π1
对于 sec(y)+5tan(y)=3cos(y)代入y=arcsin(31)+2π1sec(arcsin(31)+2π1)+5tan(arcsin(31)+2π1)=3cos(arcsin(31)+2π1)
整理后得2.82842…=2.82842…
⇒真
检验 π−arcsin(31)+2πn的解:真
π−arcsin(31)+2πn
代入 n=1π−arcsin(31)+2π1
对于 sec(y)+5tan(y)=3cos(y)代入y=π−arcsin(31)+2π1sec(π−arcsin(31)+2π1)+5tan(π−arcsin(31)+2π1)=3cos(π−arcsin(31)+2π1)
整理后得−2.82842…=−2.82842…
⇒真
y=arcsin(31)+2πn,y=π−arcsin(31)+2πn
以小数形式表示解y=0.33983…+2πn,y=π−0.33983…+2πn