解答
cos(x)4−6=tan(x)
解答
x=2π−0.68802…+2πn,x=1.01832…+2πn
+1
度数
x=320.57910…∘+360∘n,x=58.34553…∘+360∘n求解步骤
cos(x)4−6=tan(x)
两边减去 tan(x)cos(x)4−6−tan(x)=0
化简 cos(x)4−6−tan(x):cos(x)4−6cos(x)−tan(x)cos(x)
cos(x)4−6−tan(x)
将项转换为分式: 6=cos(x)6cos(x),tan(x)=cos(x)tan(x)cos(x)=cos(x)4−cos(x)6cos(x)−cos(x)tan(x)cos(x)
因为分母相等,所以合并分式: ca±cb=ca±b=cos(x)4−6cos(x)−tan(x)cos(x)
cos(x)4−6cos(x)−tan(x)cos(x)=0
g(x)f(x)=0⇒f(x)=04−6cos(x)−tan(x)cos(x)=0
用 sin, cos 表示4−6cos(x)−cos(x)sin(x)cos(x)=0
化简 4−6cos(x)−cos(x)sin(x)cos(x):4−6cos(x)−sin(x)
4−6cos(x)−cos(x)sin(x)cos(x)
cos(x)sin(x)cos(x)=sin(x)
cos(x)sin(x)cos(x)
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=cos(x)sin(x)cos(x)
约分:cos(x)=sin(x)
=4−6cos(x)−sin(x)
4−6cos(x)−sin(x)=0
两边加上 sin(x)4−6cos(x)=sin(x)
两边进行平方(4−6cos(x))2=sin2(x)
两边减去 sin2(x)(4−6cos(x))2−sin2(x)=0
使用三角恒等式改写
(4−6cos(x))2−sin2(x)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=(4−6cos(x))2−(1−cos2(x))
化简 (4−6cos(x))2−(1−cos2(x)):37cos2(x)−48cos(x)+15
(4−6cos(x))2−(1−cos2(x))
(4−6cos(x))2:16−48cos(x)+36cos2(x)
使用完全平方公式: (a−b)2=a2−2ab+b2a=4,b=6cos(x)
=42−2⋅4⋅6cos(x)+(6cos(x))2
化简 42−2⋅4⋅6cos(x)+(6cos(x))2:16−48cos(x)+36cos2(x)
42−2⋅4⋅6cos(x)+(6cos(x))2
42=16
42
42=16=16
2⋅4⋅6cos(x)=48cos(x)
2⋅4⋅6cos(x)
数字相乘:2⋅4⋅6=48=48cos(x)
(6cos(x))2=36cos2(x)
(6cos(x))2
使用指数法则: (a⋅b)n=anbn=62cos2(x)
62=36=36cos2(x)
=16−48cos(x)+36cos2(x)
=16−48cos(x)+36cos2(x)
=16−48cos(x)+36cos2(x)−(1−cos2(x))
−(1−cos2(x)):−1+cos2(x)
−(1−cos2(x))
打开括号=−(1)−(−cos2(x))
使用加减运算法则−(−a)=a,−(a)=−a=−1+cos2(x)
=16−48cos(x)+36cos2(x)−1+cos2(x)
化简 16−48cos(x)+36cos2(x)−1+cos2(x):37cos2(x)−48cos(x)+15
16−48cos(x)+36cos2(x)−1+cos2(x)
对同类项分组=−48cos(x)+36cos2(x)+cos2(x)+16−1
同类项相加:36cos2(x)+cos2(x)=37cos2(x)=−48cos(x)+37cos2(x)+16−1
数字相加/相减:16−1=15=37cos2(x)−48cos(x)+15
=37cos2(x)−48cos(x)+15
=37cos2(x)−48cos(x)+15
15+37cos2(x)−48cos(x)=0
用替代法求解
15+37cos2(x)−48cos(x)=0
令:cos(x)=u15+37u2−48u=0
15+37u2−48u=0:u=3724+21,u=3724−21
15+37u2−48u=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=037u2−48u+15=0
使用求根公式求解
37u2−48u+15=0
二次方程求根公式:
若 a=37,b=−48,c=15u1,2=2⋅37−(−48)±(−48)2−4⋅37⋅15
u1,2=2⋅37−(−48)±(−48)2−4⋅37⋅15
(−48)2−4⋅37⋅15=221
(−48)2−4⋅37⋅15
使用指数法则: (−a)n=an,若 n 是偶数(−48)2=482=482−4⋅37⋅15
数字相乘:4⋅37⋅15=2220=482−2220
482=2304=2304−2220
数字相减:2304−2220=84=84
84质因数分解:22⋅3⋅7
84
84除以 284=42⋅2=2⋅42
42除以 242=21⋅2=2⋅2⋅21
21除以 321=7⋅3=2⋅2⋅3⋅7
2,3,7 都是质数,因此无法进一步因数分解=2⋅2⋅3⋅7
=22⋅3⋅7
=22⋅3⋅7
使用根式运算法则: nab=nanb=223⋅7
使用根式运算法则: nan=a22=2=23⋅7
整理后得=221
u1,2=2⋅37−(−48)±221
将解分隔开u1=2⋅37−(−48)+221,u2=2⋅37−(−48)−221
u=2⋅37−(−48)+221:3724+21
2⋅37−(−48)+221
使用法则 −(−a)=a=2⋅3748+221
数字相乘:2⋅37=74=7448+221
分解 48+221:2(24+21)
48+221
改写为=2⋅24+221
因式分解出通项 2=2(24+21)
=742(24+21)
约分:2=3724+21
u=2⋅37−(−48)−221:3724−21
2⋅37−(−48)−221
使用法则 −(−a)=a=2⋅3748−221
数字相乘:2⋅37=74=7448−221
分解 48−221:2(24−21)
48−221
改写为=2⋅24−221
因式分解出通项 2=2(24−21)
=742(24−21)
约分:2=3724−21
二次方程组的解是:u=3724+21,u=3724−21
u=cos(x)代回cos(x)=3724+21,cos(x)=3724−21
cos(x)=3724+21,cos(x)=3724−21
cos(x)=3724+21:x=arccos(3724+21)+2πn,x=2π−arccos(3724+21)+2πn
cos(x)=3724+21
使用反三角函数性质
cos(x)=3724+21
cos(x)=3724+21的通解cos(x)=a⇒x=arccos(a)+2πn,x=2π−arccos(a)+2πnx=arccos(3724+21)+2πn,x=2π−arccos(3724+21)+2πn
x=arccos(3724+21)+2πn,x=2π−arccos(3724+21)+2πn
cos(x)=3724−21:x=arccos(3724−21)+2πn,x=2π−arccos(3724−21)+2πn
cos(x)=3724−21
使用反三角函数性质
cos(x)=3724−21
cos(x)=3724−21的通解cos(x)=a⇒x=arccos(a)+2πn,x=2π−arccos(a)+2πnx=arccos(3724−21)+2πn,x=2π−arccos(3724−21)+2πn
x=arccos(3724−21)+2πn,x=2π−arccos(3724−21)+2πn
合并所有解x=arccos(3724+21)+2πn,x=2π−arccos(3724+21)+2πn,x=arccos(3724−21)+2πn,x=2π−arccos(3724−21)+2πn
将解代入原方程进行验证
将它们代入 cos(x)4−6=tan(x)检验解是否符合
去除与方程不符的解。
检验 arccos(3724+21)+2πn的解:假
arccos(3724+21)+2πn
代入 n=1arccos(3724+21)+2π1
对于 cos(x)4−6=tan(x)代入x=arccos(3724+21)+2π1cos(arccos(3724+21)+2π1)4−6=tan(arccos(3724+21)+2π1)
整理后得−0.82202…=0.82202…
⇒假
检验 2π−arccos(3724+21)+2πn的解:真
2π−arccos(3724+21)+2πn
代入 n=12π−arccos(3724+21)+2π1
对于 cos(x)4−6=tan(x)代入x=2π−arccos(3724+21)+2π1cos(2π−arccos(3724+21)+2π1)4−6=tan(2π−arccos(3724+21)+2π1)
整理后得−0.82202…=−0.82202…
⇒真
检验 arccos(3724−21)+2πn的解:真
arccos(3724−21)+2πn
代入 n=1arccos(3724−21)+2π1
对于 cos(x)4−6=tan(x)代入x=arccos(3724−21)+2π1cos(arccos(3724−21)+2π1)4−6=tan(arccos(3724−21)+2π1)
整理后得1.62202…=1.62202…
⇒真
检验 2π−arccos(3724−21)+2πn的解:假
2π−arccos(3724−21)+2πn
代入 n=12π−arccos(3724−21)+2π1
对于 cos(x)4−6=tan(x)代入x=2π−arccos(3724−21)+2π1cos(2π−arccos(3724−21)+2π1)4−6=tan(2π−arccos(3724−21)+2π1)
整理后得1.62202…=−1.62202…
⇒假
x=2π−arccos(3724+21)+2πn,x=arccos(3724−21)+2πn
以小数形式表示解x=2π−0.68802…+2πn,x=1.01832…+2πn