解答
6cosh2(x)+4sinh(x)=7
解答
x=ln(1.21230…),x=ln(0.45880…)
+1
度数
x=11.03066…∘,x=−44.64062…∘求解步骤
6cosh2(x)+4sinh(x)=7
使用三角恒等式改写
6cosh2(x)+4sinh(x)=7
使用双曲函数恒等式: sinh(x)=2ex−e−x6cosh2(x)+4⋅2ex−e−x=7
使用双曲函数恒等式: cosh(x)=2ex+e−x6(2ex+e−x)2+4⋅2ex−e−x=7
6(2ex+e−x)2+4⋅2ex−e−x=7
6(2ex+e−x)2+4⋅2ex−e−x=7:x=ln(1.21230…),x=ln(0.45880…)
6(2ex+e−x)2+4⋅2ex−e−x=7
使用指数运算法则
6(2ex+e−x)2+4⋅2ex−e−x=7
使用指数法则: abc=(ab)ce−x=(ex)−16(2ex+(ex)−1)2+4⋅2ex−(ex)−1=7
6(2ex+(ex)−1)2+4⋅2ex−(ex)−1=7
用ex=u 改写方程式6(2u+(u)−1)2+4⋅2u−(u)−1=7
解 6(2u+u−1)2+4⋅2u−u−1=7:u≈1.21230…,u≈0.45880…,u≈−0.82487…,u≈−2.17956…
6(2u+u−1)2+4⋅2u−u−1=7
整理后得2u23(u2+1)2+u2(u2−1)=7
乘以最小公倍数
2u23(u2+1)2+u2(u2−1)=7
找到 2u2,u 的最小公倍数:2u2
2u2,u
最小公倍数 (LCM)
计算出由出现在 2u2 或 u中的因子组成的表达式=2u2
乘以最小公倍数=2u22u23(u2+1)2⋅2u2+u2(u2−1)⋅2u2=7⋅2u2
化简
2u23(u2+1)2⋅2u2+u2(u2−1)⋅2u2=7⋅2u2
化简 2u23(u2+1)2⋅2u2:3(u2+1)2
2u23(u2+1)2⋅2u2
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=2u23(u2+1)2⋅2u2
约分:2=u23(u2+1)2u2
约分:u2=3(u2+1)2
化简 u2(u2−1)⋅2u2:4u(u2−1)
u2(u2−1)⋅2u2
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=u2(u2−1)⋅2u2
数字相乘:2⋅2=4=u4u2(u2−1)
约分:u=4u(u2−1)
化简 7⋅2u2:14u2
7⋅2u2
数字相乘:7⋅2=14=14u2
3(u2+1)2+4u(u2−1)=14u2
3(u2+1)2+4u(u2−1)=14u2
3(u2+1)2+4u(u2−1)=14u2
解 3(u2+1)2+4u(u2−1)=14u2:u≈1.21230…,u≈0.45880…,u≈−0.82487…,u≈−2.17956…
3(u2+1)2+4u(u2−1)=14u2
展开 3(u2+1)2+4u(u2−1):3u4+6u2+3+4u3−4u
3(u2+1)2+4u(u2−1)
(u2+1)2=u4+2u2+1
(u2+1)2
使用完全平方公式: (a+b)2=a2+2ab+b2a=u2,b=1
=(u2)2+2u2⋅1+12
化简 (u2)2+2u2⋅1+12:u4+2u2+1
(u2)2+2u2⋅1+12
使用法则 1a=112=1=(u2)2+2⋅1⋅u2+1
(u2)2=u4
(u2)2
使用指数法则: (ab)c=abc=u2⋅2
数字相乘:2⋅2=4=u4
2u2⋅1=2u2
2u2⋅1
数字相乘:2⋅1=2=2u2
=u4+2u2+1
=u4+2u2+1
=3(u4+2u2+1)+4u(u2−1)
乘开 3(u4+2u2+1):3u4+6u2+3
3(u4+2u2+1)
打开括号=3u4+3⋅2u2+3⋅1
化简 3u4+3⋅2u2+3⋅1:3u4+6u2+3
3u4+3⋅2u2+3⋅1
数字相乘:3⋅2=6=3u4+6u2+3⋅1
数字相乘:3⋅1=3=3u4+6u2+3
=3u4+6u2+3
=3u4+6u2+3+4u(u2−1)
乘开 4u(u2−1):4u3−4u
4u(u2−1)
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=4u,b=u2,c=1=4uu2−4u⋅1
=4u2u−4⋅1⋅u
化简 4u2u−4⋅1⋅u:4u3−4u
4u2u−4⋅1⋅u
4u2u=4u3
4u2u
使用指数法则: ab⋅ac=ab+cu2u=u2+1=4u2+1
数字相加:2+1=3=4u3
4⋅1⋅u=4u
4⋅1⋅u
数字相乘:4⋅1=4=4u
=4u3−4u
=4u3−4u
=3u4+6u2+3+4u3−4u
3u4+6u2+3+4u3−4u=14u2
将 14u2para o lado esquerdo
3u4+6u2+3+4u3−4u=14u2
两边减去 14u23u4+6u2+3+4u3−4u−14u2=14u2−14u2
化简3u4+4u3−8u2−4u+3=0
3u4+4u3−8u2−4u+3=0
使用牛顿-拉弗森方法找到 3u4+4u3−8u2−4u+3=0 的一个解:u≈1.21230…
3u4+4u3−8u2−4u+3=0
牛顿-拉弗森近似法定义
f(u)=3u4+4u3−8u2−4u+3
找到 f′(u):12u3+12u2−16u−4
dud(3u4+4u3−8u2−4u+3)
使用微分加减法定则: (f±g)′=f′±g′=dud(3u4)+dud(4u3)−dud(8u2)−dud(4u)+dud(3)
dud(3u4)=12u3
dud(3u4)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=3dud(u4)
使用幂法则: dxd(xa)=a⋅xa−1=3⋅4u4−1
化简=12u3
dud(4u3)=12u2
dud(4u3)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=4dud(u3)
使用幂法则: dxd(xa)=a⋅xa−1=4⋅3u3−1
化简=12u2
dud(8u2)=16u
dud(8u2)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=8dud(u2)
使用幂法则: dxd(xa)=a⋅xa−1=8⋅2u2−1
化简=16u
dud(4u)=4
dud(4u)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=4dudu
使用常见微分定则: dudu=1=4⋅1
化简=4
dud(3)=0
dud(3)
常数微分: dxd(a)=0=0
=12u3+12u2−16u−4+0
化简=12u3+12u2−16u−4
令 u0=1计算 un+1 至 Δun+1<0.000001
u1=1.5:Δu1=0.5
f(u0)=3⋅14+4⋅13−8⋅12−4⋅1+3=−2f′(u0)=12⋅13+12⋅12−16⋅1−4=4u1=1.5
Δu1=∣1.5−1∣=0.5Δu1=0.5
u2=1.30537…:Δu2=0.19462…
f(u1)=3⋅1.54+4⋅1.53−8⋅1.52−4⋅1.5+3=7.6875f′(u1)=12⋅1.53+12⋅1.52−16⋅1.5−4=39.5u2=1.30537…
Δu2=∣1.30537…−1.5∣=0.19462…Δu2=0.19462…
u3=1.22652…:Δu3=0.07885…
f(u2)=3⋅1.30537…4+4⋅1.30537…3−8⋅1.30537…2−4⋅1.30537…+3=1.75491…f′(u2)=12⋅1.30537…3+12⋅1.30537…2−16⋅1.30537…−4=22.25477…u3=1.22652…
Δu3=∣1.22652…−1.30537…∣=0.07885…Δu3=0.07885…
u4=1.21271…:Δu4=0.01381…
f(u3)=3⋅1.22652…4+4⋅1.22652…3−8⋅1.22652…2−4⋅1.22652…+3=0.22886…f′(u3)=12⋅1.22652…3+12⋅1.22652…2−16⋅1.22652…−4=16.56956…u4=1.21271…
Δu4=∣1.21271…−1.22652…∣=0.01381…Δu4=0.01381…
u5=1.21230…:Δu5=0.00040…
f(u4)=3⋅1.21271…4+4⋅1.21271…3−8⋅1.21271…2−4⋅1.21271…+3=0.00639…f′(u4)=12⋅1.21271…3+12⋅1.21271…2−16⋅1.21271…−4=15.64663…u5=1.21230…
Δu5=∣1.21230…−1.21271…∣=0.00040…Δu5=0.00040…
u6=1.21230…:Δu6=3.5348E−7
f(u5)=3⋅1.21230…4+4⋅1.21230…3−8⋅1.21230…2−4⋅1.21230…+3=5.52123E−6f′(u5)=12⋅1.21230…3+12⋅1.21230…2−16⋅1.21230…−4=15.61963…u6=1.21230…
Δu6=∣1.21230…−1.21230…∣=3.5348E−7Δu6=3.5348E−7
u≈1.21230…
使用长除法 Equation0:u−1.21230…3u4+4u3−8u2−4u+3=3u3+7.63690…u2+1.25824…u−2.47462…
3u3+7.63690…u2+1.25824…u−2.47462…≈0
使用牛顿-拉弗森方法找到 3u3+7.63690…u2+1.25824…u−2.47462…=0 的一个解:u≈0.45880…
3u3+7.63690…u2+1.25824…u−2.47462…=0
牛顿-拉弗森近似法定义
f(u)=3u3+7.63690…u2+1.25824…u−2.47462…
找到 f′(u):9u2+15.27381…u+1.25824…
dud(3u3+7.63690…u2+1.25824…u−2.47462…)
使用微分加减法定则: (f±g)′=f′±g′=dud(3u3)+dud(7.63690…u2)+dud(1.25824…u)−dud(2.47462…)
dud(3u3)=9u2
dud(3u3)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=3dud(u3)
使用幂法则: dxd(xa)=a⋅xa−1=3⋅3u3−1
化简=9u2
dud(7.63690…u2)=15.27381…u
dud(7.63690…u2)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=7.63690…dud(u2)
使用幂法则: dxd(xa)=a⋅xa−1=7.63690…⋅2u2−1
化简=15.27381…u
dud(1.25824…u)=1.25824…
dud(1.25824…u)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=1.25824…dudu
使用常见微分定则: dudu=1=1.25824…⋅1
化简=1.25824…
dud(2.47462…)=0
dud(2.47462…)
常数微分: dxd(a)=0=0
=9u2+15.27381…u+1.25824…−0
化简=9u2+15.27381…u+1.25824…
令 u0=2计算 un+1 至 Δun+1<0.000001
u1=1.19491…:Δu1=0.80508…
f(u0)=3⋅23+7.63690…⋅22+1.25824…⋅2−2.47462…=54.58948…f′(u0)=9⋅22+15.27381…⋅2+1.25824…=67.80587…u1=1.19491…
Δu1=∣1.19491…−2∣=0.80508…Δu1=0.80508…
u2=0.72978…:Δu2=0.46512…
f(u1)=3⋅1.19491…3+7.63690…⋅1.19491…2+1.25824…⋅1.19491…−2.47462…=15.05138…f′(u1)=9⋅1.19491…2+15.27381…⋅1.19491…+1.25824…=32.35955…u2=0.72978…
Δu2=∣0.72978…−1.19491…∣=0.46512…Δu2=0.46512…
u3=0.51598…:Δu3=0.21379…
f(u2)=3⋅0.72978…3+7.63690…⋅0.72978…2+1.25824…⋅0.72978…−2.47462…=3.67695…f′(u2)=9⋅0.72978…2+15.27381…⋅0.72978…+1.25824…=17.19813…u3=0.51598…
Δu3=∣0.51598…−0.72978…∣=0.21379…Δu3=0.21379…
u4=0.46223…:Δu4=0.05374…
f(u3)=3⋅0.51598…3+7.63690…⋅0.51598…2+1.25824…⋅0.51598…−2.47462…=0.61999…f′(u3)=9⋅0.51598…2+15.27381…⋅0.51598…+1.25824…=11.53548…u4=0.46223…
Δu4=∣0.46223…−0.51598…∣=0.05374…Δu4=0.05374…
u5=0.45882…:Δu5=0.00341…
f(u4)=3⋅0.46223…3+7.63690…⋅0.46223…2+1.25824…⋅0.46223…−2.47462…=0.03500…f′(u4)=9⋅0.46223…2+15.27381…⋅0.46223…+1.25824…=10.24137…u5=0.45882…
Δu5=∣0.45882…−0.46223…∣=0.00341…Δu5=0.00341…
u6=0.45880…:Δu6=0.00001…
f(u5)=3⋅0.45882…3+7.63690…⋅0.45882…2+1.25824…⋅0.45882…−2.47462…=0.00013…f′(u5)=9⋅0.45882…2+15.27381…⋅0.45882…+1.25824…=10.16082…u6=0.45880…
Δu6=∣0.45880…−0.45882…∣=0.00001…Δu6=0.00001…
u7=0.45880…:Δu7=2.12808E−10
f(u6)=3⋅0.45880…3+7.63690…⋅0.45880…2+1.25824…⋅0.45880…−2.47462…=2.16224E−9f′(u6)=9⋅0.45880…2+15.27381…⋅0.45880…+1.25824…=10.16050…u7=0.45880…
Δu7=∣0.45880…−0.45880…∣=2.12808E−10Δu7=2.12808E−10
u≈0.45880…
使用长除法 Equation0:u−0.45880…3u3+7.63690…u2+1.25824…u−2.47462…=3u2+9.01332…u+5.39361…
3u2+9.01332…u+5.39361…≈0
使用牛顿-拉弗森方法找到 3u2+9.01332…u+5.39361…=0 的一个解:u≈−0.82487…
3u2+9.01332…u+5.39361…=0
牛顿-拉弗森近似法定义
f(u)=3u2+9.01332…u+5.39361…
找到 f′(u):6u+9.01332…
dud(3u2+9.01332…u+5.39361…)
使用微分加减法定则: (f±g)′=f′±g′=dud(3u2)+dud(9.01332…u)+dud(5.39361…)
dud(3u2)=6u
dud(3u2)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=3dud(u2)
使用幂法则: dxd(xa)=a⋅xa−1=3⋅2u2−1
化简=6u
dud(9.01332…u)=9.01332…
dud(9.01332…u)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=9.01332…dudu
使用常见微分定则: dudu=1=9.01332…⋅1
化简=9.01332…
dud(5.39361…)=0
dud(5.39361…)
常数微分: dxd(a)=0=0
=6u+9.01332…+0
化简=6u+9.01332…
令 u0=−1计算 un+1 至 Δun+1<0.000001
u1=−0.79434…:Δu1=0.20565…
f(u0)=3(−1)2+9.01332…(−1)+5.39361…=−0.61970…f′(u0)=6(−1)+9.01332…=3.01332…u1=−0.79434…
Δu1=∣−0.79434…−(−1)∣=0.20565…Δu1=0.20565…
u2=−0.82421…:Δu2=0.02987…
f(u1)=3(−0.79434…)2+9.01332…(−0.79434…)+5.39361…=0.12688…f′(u1)=6(−0.79434…)+9.01332…=4.24726…u2=−0.82421…
Δu2=∣−0.82421…−(−0.79434…)∣=0.02987…Δu2=0.02987…
u3=−0.82487…:Δu3=0.00065…
f(u2)=3(−0.82421…)2+9.01332…(−0.82421…)+5.39361…=0.00267…f′(u2)=6(−0.82421…)+9.01332…=4.06801…u3=−0.82487…
Δu3=∣−0.82487…−(−0.82421…)∣=0.00065…Δu3=0.00065…
u4=−0.82487…:Δu4=3.19753E−7
f(u3)=3(−0.82487…)2+9.01332…(−0.82487…)+5.39361…=1.2995E−6f′(u3)=6(−0.82487…)+9.01332…=4.06407…u4=−0.82487…
Δu4=∣−0.82487…−(−0.82487…)∣=3.19753E−7Δu4=3.19753E−7
u≈−0.82487…
使用长除法 Equation0:u+0.82487…3u2+9.01332…u+5.39361…=3u+6.53869…
3u+6.53869…≈0
u≈−2.17956…
解为u≈1.21230…,u≈0.45880…,u≈−0.82487…,u≈−2.17956…
u≈1.21230…,u≈0.45880…,u≈−0.82487…,u≈−2.17956…
验证解
找到无定义的点(奇点):u=0
取 6(2u+u−1)2+42u−u−1 的分母,令其等于零
u=0
以下点无定义u=0
将不在定义域的点与解相综合:
u≈1.21230…,u≈0.45880…,u≈−0.82487…,u≈−2.17956…
u≈1.21230…,u≈0.45880…,u≈−0.82487…,u≈−2.17956…
代回 u=ex,求解 x
解 ex=1.21230…:x=ln(1.21230…)
ex=1.21230…
使用指数运算法则
ex=1.21230…
若 f(x)=g(x),则 ln(f(x))=ln(g(x))ln(ex)=ln(1.21230…)
使用对数计算法则: ln(ea)=aln(ex)=xx=ln(1.21230…)
x=ln(1.21230…)
解 ex=0.45880…:x=ln(0.45880…)
ex=0.45880…
使用指数运算法则
ex=0.45880…
若 f(x)=g(x),则 ln(f(x))=ln(g(x))ln(ex)=ln(0.45880…)
使用对数计算法则: ln(ea)=aln(ex)=xx=ln(0.45880…)
x=ln(0.45880…)
解 ex=−0.82487…:x∈R无解
ex=−0.82487…
af(x) 对于 x不能为零或负值∈Rx∈R无解
解 ex=−2.17956…:x∈R无解
ex=−2.17956…
af(x) 对于 x不能为零或负值∈Rx∈R无解
x=ln(1.21230…),x=ln(0.45880…)
x=ln(1.21230…),x=ln(0.45880…)