解答
21cos2(2x)+tan(162∘)=0
解答
x=20.63322…+180∘n,x=180∘−20.63322…+180∘n,x=22.50837…+180∘n,x=−22.50837…+180∘n
+1
弧度
x=20.63322…+πn,x=π−20.63322…+πn,x=22.50837…+πn,x=−22.50837…+πn求解步骤
21cos2(2x)+tan(162∘)=0
tan(162∘)=−55−25
tan(162∘)
使用三角恒等式改写:−tan(18∘)
tan(162∘)
利用以下特性:tan(x)=−tan(180∘−x)
tan(x)
利用以下特性:tan(θ)=−tan(−θ)tan(x)=−tan(−x)=−tan(−x)
使用周期 tan: tan(180∘+θ)=tan(θ)−tan(−x)=−tan(180∘−x)=−tan(180∘−x)
=−tan(360∘−162∘)
化简:360∘−162∘=198∘
360∘−162∘
将项转换为分式: 360∘=360∘=360∘−162∘
因为分母相等,所以合并分式: ca±cb=ca±b=10360∘10−1620∘
360∘10−1620∘=1980∘
360∘10−1620∘
数字相乘:2⋅10=20=3600∘−1620∘
同类项相加:3600∘−1620∘=1980∘=1980∘
=198∘
=−tan(198∘)
tan(198∘)=tan(18∘)
tan(198∘)
将 198∘ 改写为 180∘+18∘=tan(180∘+18∘)
使用周期 tan: tan(x+180∘)=tan(x)tan(180∘+18∘)=tan(18∘)=tan(18∘)
=−tan(18∘)
=−tan(18∘)
使用三角恒等式改写:tan(18∘)=55−25
tan(18∘)
使用三角恒等式改写:1+cos(36∘)1−cos(36∘)
tan(18∘)
将 tan(18∘) 写为 tan(236∘)=tan(236∘)
使用半角公式:tan(2θ)=1+cos(θ)1−cos(θ)
使用三角恒等式改写:tan2(θ)=1+cos(2θ)1−cos(2θ)
利用以下特性
tan(θ)=cos(θ)sin(θ)
两边进行平方tan2(θ)=cos2(θ)sin2(θ)
使用三角恒等式改写:sin2(θ)=21−cos(2θ)
使用倍角公式cos(2θ)=1−2sin2(θ)
交换两边2sin2(θ)−1=−cos(2θ)
两边加上 12sin2(θ)=1−cos(2θ)
两边除以 2sin2(θ)=21−cos(2θ)
使用三角恒等式改写:cos2(θ)=21+cos(2θ)
使用倍角公式cos(2θ)=2cos2(θ)−1
交换两边2cos2(θ)−1=cos(2θ)
两边加上 12sin2(θ)=1+cos(2θ)
两边除以 2cos2(θ)=21+cos(2θ)
tan2(θ)=21+cos(2θ)21−cos(2θ)
化简tan2(θ)=1+cos(2θ)1−cos(2θ)
用 2θ替代 θtan2(2θ)=1+cos(2⋅2θ)1−cos(2⋅2θ)
化简tan2(2θ)=1+cos(θ)1−cos(θ)
Square root both sides
Choose the root sign according to the quadrant of 2θ:
range[0,90∘][90∘,180∘]quadrantIIItanpositivenegative
tan(2θ)=1+cos(θ)1−cos(θ)=1+cos(36∘)1−cos(36∘)
=1+cos(36∘)1−cos(36∘)
使用三角恒等式改写:cos(36∘)=45+1
cos(36∘)
显示:cos(36∘)−sin(18∘)=21
使用以下积化和差公式: 2sin(x)cos(y)=sin(x+y)−sin(x−y)2cos(36∘)sin(18∘)=sin(54∘)−sin(18∘)
显示:2cos(36∘)sin(18∘)=21
使用倍角公式: sin(2x)=2sin(x)cos(x)sin(72∘)=2sin(36∘)cos(36∘)sin(72∘)sin(36∘)=4sin(36∘)sin(18∘)cos(36∘)cos(18∘)
两边除以 sin(36∘)sin(72∘)=4sin(18∘)cos(36∘)cos(18∘)
利用以下特性: sin(x)=cos(90∘−x)sin(72∘)=cos(90∘−72∘)cos(90∘−72∘)=4sin(18∘)cos(36∘)cos(18∘)
cos(18∘)=4sin(18∘)cos(36∘)cos(18∘)
两边除以 cos(18∘)1=4sin(18∘)cos(36∘)
两边除以 221=2sin(18∘)cos(36∘)
代入 21=2sin(18∘)cos(36∘)21=sin(54∘)−sin(18∘)
sin(54∘)=cos(90∘−54∘)21=cos(90∘−54∘)−sin(18∘)
21=cos(36∘)−sin(18∘)
显示:cos(36∘)+sin(18∘)=45
使用因式分解法则:a2−b2=(a+b)(a−b)a=cos(36∘)+sin(18∘)(cos(36∘)+sin(18∘))2−(cos(36∘)−sin(18∘))2=((cos(36∘)+sin(18∘))+(cos(36∘)−sin(18∘)))((cos(36∘)+sin(18∘))−(cos(36∘)−sin(18∘)))
整理后得(cos(36∘)+sin(18∘))2−(cos(36∘)−sin(18∘))2=2(2cos(36∘)sin(18∘))
显示:2cos(36∘)sin(18∘)=21
使用倍角公式: sin(2x)=2sin(x)cos(x)sin(72∘)=2sin(36∘)cos(36∘)sin(72∘)sin(36∘)=4sin(36∘)sin(18∘)cos(36∘)cos(18∘)
两边除以 sin(36∘)sin(72∘)=4sin(18∘)cos(36∘)cos(18∘)
利用以下特性: sin(x)=cos(90∘−x)sin(72∘)=cos(90∘−72∘)cos(90∘−72∘)=4sin(18∘)cos(36∘)cos(18∘)
cos(18∘)=4sin(18∘)cos(36∘)cos(18∘)
两边除以 cos(18∘)1=4sin(18∘)cos(36∘)
两边除以 221=2sin(18∘)cos(36∘)
代入 2cos(36∘)sin(18∘)=21(cos(36∘)+sin(18∘))2−(cos(36∘)−sin(18∘))2=1
代入 cos(36∘)−sin(18∘)=21(cos(36∘)+sin(18∘))2−(21)2=1
整理后得(cos(36∘)+sin(18∘))2−41=1
两边加上 41(cos(36∘)+sin(18∘))2−41+41=1+41
整理后得(cos(36∘)+sin(18∘))2=45
在两侧开平方cos(36∘)+sin(18∘)=±45
cos(36∘)不能为负sin(18∘)不能为负cos(36∘)+sin(18∘)=45
以下方程式相加cos(36∘)+sin(18∘)=25((cos(36∘)+sin(18∘))+(cos(36∘)−sin(18∘)))=(25+21)
整理后得cos(36∘)=45+1
=45+1
=1+45+11−45+1
化简 1+45+11−45+1:55−25
1+45+11−45+1
1+45+11−45+1=5+53−5
1+45+11−45+1
化简 1+45+1:45+5
1+45+1
将项转换为分式: 1=41⋅4=41⋅4+45+1
因为分母相等,所以合并分式: ca±cb=ca±b=41⋅4+5+1
1⋅4+5+1=5+5
1⋅4+5+1
数字相乘:1⋅4=4=4+5+1
数字相加:4+1=5=5+5
=45+5
=45+51−41+5
化简 1−45+1:43−5
1−45+1
将项转换为分式: 1=41⋅4=41⋅4−45+1
因为分母相等,所以合并分式: ca±cb=ca±b=41⋅4−(5+1)
数字相乘:1⋅4=4=44−(1+5)
乘开 4−(5+1):3−5
4−(5+1)
−(5+1):−5−1
−(5+1)
打开括号=−(5)−(1)
使用加减运算法则+(−a)=−a=−5−1
=4−5−1
数字相减:4−1=3=3−5
=43−5
=45+543−5
分式相除: dcba=b⋅ca⋅d=4(5+5)(3−5)⋅4
约分:4=5+53−5
=5+53−5
5+53−5=55−25
5+53−5
乘以共轭根式 5−55−5=(5+5)(5−5)(3−5)(5−5)
(3−5)(5−5)=20−85
(3−5)(5−5)
使用 FOIL 方法: (a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bda=3,b=−5,c=5,d=−5=3⋅5+3(−5)+(−5)⋅5+(−5)(−5)
使用加减运算法则+(−a)=−a,(−a)(−b)=ab=3⋅5−35−55+55
化简 3⋅5−35−55+55:20−85
3⋅5−35−55+55
同类项相加:−35−55=−85=3⋅5−85+55
数字相乘:3⋅5=15=15−85+55
使用根式运算法则: aa=a55=5=15−85+5
数字相加:15+5=20=20−85
=20−85
(5+5)(5−5)=20
(5+5)(5−5)
使用平方差公式: (a+b)(a−b)=a2−b2a=5,b=5=52−(5)2
化简 52−(5)2:20
52−(5)2
52=25
52
52=25=25
(5)2=5
(5)2
使用根式运算法则: a=a21=(521)2
使用指数法则: (ab)c=abc=521⋅2
21⋅2=1
21⋅2
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=21⋅2
约分:2=1
=5
=25−5
数字相减:25−5=20=20
=20
=2020−85
分解 20−85:4(5−25)
20−85
改写为=4⋅5−4⋅25
因式分解出通项 4=4(5−25)
=204(5−25)
约分:4=55−25
=55−25
=55−25
=−55−25
21cos2(2x)+−55−25=0
使用三角恒等式改写
−55−25+cos2(2x)21
使用基本三角恒等式: cos(x)=sec(x)1=−55−25+(sec(2x)1)221
化简 −55−25+(sec(2x)1)221:−55−2+2sec2(2x)1
−55−25+(sec(2x)1)221
55−25=55−2
55−25
55−25=55−2
55−25
分解 5−25:5(5−2)
5−25
5=55=55−25
因式分解出通项 5=5(5−2)
=55(5−2)
消掉 55(5−2):55−2
55(5−2)
使用根式运算法则: na=an15=521=5521(5−2)
使用指数法则: xbxa=xb−a151521=51−211=51−215−2
数字相减:1−21=21=5215−2
使用根式运算法则: an1=na521=5=55−2
=55−2
=55−2
(sec(2x)1)221=2sec2(2x)1
(sec(2x)1)221
(sec(2x)1)2=sec2(2x)1
(sec(2x)1)2
使用指数法则: (ba)c=bcac=sec2(2x)12
使用法则 1a=112=1=sec2(2x)1
=21⋅sec2(2x)1
分式相乘: ba⋅dc=b⋅da⋅c=sec2(2x)⋅21⋅1
数字相乘:1⋅1=1=2sec2(2x)1
=−55−2+2sec2(2x)1
=−55−2+2sec2(2x)1
2sec2(2x)1−5−2+5=0
用替代法求解
2sec2(2x)1−5−2+5=0
令:sec(2x)=u2u21−5−2+5=0
2u21−5−2+5=0:u=2(2+5)5−25,u=−2(2+5)5−25
2u21−5−2+5=0
在两边乘以 2u2
2u21−5−2+5=0
在两边乘以 2u22u21⋅2u2−5−2+5⋅2u2=0⋅2u2
化简
2u21⋅2u2−5−2+5⋅2u2=0⋅2u2
化简 2u21⋅2u2:1
2u21⋅2u2
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=2u21⋅2u2
约分:2=u21⋅u2
约分:u2=1
化简 −5−2+5⋅2u2:−25−25+5u2
−5−2+5⋅2u2
5−2+5=5−25+5
5−2+5
5−2+5=5−25+5
5−2+5
乘以共轭根式 55=55(−2+5)5
(−2+5)5=−25+5
(−2+5)5
=5(−2+5)
使用分配律: a(b+c)=ab+aca=5,b=−2,c=5=5(−2)+55
使用加减运算法则+(−a)=−a=−25+55
使用根式运算法则: aa=a55=5=−25+5
55=5
55
使用根式运算法则: aa=a55=5=5
=5−25+5
=5−25+5
=−255−25u2
化简 0⋅2u2:0
0⋅2u2
使用法则 0⋅a=0=0
1−25−25+5u2=0
1−25−25+5u2=0
1−25−25+5u2=0
解 1−25−25+5u2=0:u=2(2+5)5−25,u=−2(2+5)5−25
1−25−25+5u2=0
将 1到右边
1−25−25+5u2=0
两边减去 11−25−25+5u2−1=0−1
化简−25−25+5u2=−1
−25−25+5u2=−1
两边除以 −25−25+5
−25−25+5u2=−1
两边除以 −25−25+5−25−25+5−25−25+5u2=−25−25+5−1
化简
−25−25+5−25−25+5u2=−25−25+5−1
化简 −25−25+5−25−25+5u2:u2
−25−25+5−25−25+5u2
使用分式法则: −b−a=ba=25−25+525−25+5u2
数字相除:22=1=5−25+555−25u2
约分:5−25+5=u2
化简 −25−25+5−1:2(2+5)5−25
−25−25+5−1
使用分式法则: −b−a=ba=25−25+51
5−25+5=5−25+5
5−25+5
使用根式运算法则: nba=nbna, 假定 a≥0,b≥0=5−25+5
=2⋅55−251
乘 2⋅5−25+5:525−25
2⋅5−25+5
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=5−25+5⋅2
=525−251
使用分式法则: cb1=bc=−25+5⋅25
25−255有理化:2(2+5)5−25
25−255
乘以共轭根式 −25+5−25+5=−25+5⋅2−25+55−25+5
−25+5⋅2−25+5=−45+10
−25+5⋅2−25+5
使用根式运算法则: aa=a5−255−25=−25+5=2(5−25)
使用分配律: a(b+c)=ab+aca=2,b=−25,c=5=2(−25)+2⋅5
使用加减运算法则+(−a)=−a=−2⋅25+2⋅5
化简 −2⋅25+2⋅5:−45+10
−2⋅25+2⋅5
数字相乘:2⋅2=4=−45+2⋅5
数字相乘:2⋅5=10=−45+10
=−45+10
=−45+105−25+5
因式分解出通项 −2:−2(25−5)
−45+10
将 10 改写为 2⋅5将 4 改写为 2⋅2=−2⋅25+2⋅5
因式分解出通项 −2=−2(25−5)
=−2(25−5)5−25+5
消掉 −2(25−5)5−25+5:2(5−25)5−25+5
−2(25−5)5−25+5
25−5=−(5−25)=−−2(5−25)55−25
整理后得=2(5−25)5−25+5
=2(5−25)5−25+5
乘以共轭根式 5+255+25=2(5−25)(5+25)5−25+5(5+25)
5−25+5(5+25)=55−25+5+10−25+5
5−25+5(5+25)
=5(5+25)−25+5
使用分配律: a(b+c)=ab+aca=5−25+5,b=5,c=25=5−25+5⋅5+5−25+5⋅25
=55−25+5+255−25+5
255−25+5=10−25+5
255−25+5
使用根式运算法则: aa=a55=5=2⋅55−25
数字相乘:2⋅5=10=105−25
=55−25+5+10−25+5
2(5−25)(5+25)=10
2(5−25)(5+25)
乘开 (5−25)(5+25):5
(5−25)(5+25)
使用平方差公式: (a−b)(a+b)=a2−b2a=5,b=25=52−(25)2
化简 52−(25)2:5
52−(25)2
52=25
52
52=25=25
(25)2=20
(25)2
使用指数法则: (a⋅b)n=anbn=22(5)2
(5)2:5
使用根式运算法则: a=a21=(521)2
使用指数法则: (ab)c=abc=521⋅2
21⋅2=1
21⋅2
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=21⋅2
约分:2=1
=5
=22⋅5
22=4=4⋅5
数字相乘:4⋅5=20=20
=25−20
数字相减:25−20=5=5
=5
=2⋅5
乘开 2⋅5:10
2⋅5
打开括号=2⋅5
数字相乘:2⋅5=10=10
=10
=1055−25+5+10−25+5
分解 55−25+5+10−25+5:55−25(5+2)
55−25+5+10−25+5
改写为=55−255+2⋅55−25
因式分解出通项 55−25=55−25(5+2)
=1055−25(5+2)
约分:5=2(2+5)5−25
=2(2+5)5−25
u2=2(2+5)5−25
u2=2(2+5)5−25
u2=2(2+5)5−25
对于 x2=f(a) 解为 x=f(a),−f(a)
u=2(2+5)5−25,u=−2(2+5)5−25
u=2(2+5)5−25,u=−2(2+5)5−25
验证解
找到无定义的点(奇点):u=0
取 2u21−5−2+5 的分母,令其等于零
解 2u2=0:u=0
2u2=0
两边除以 2
2u2=0
两边除以 2
2u2=0
两边除以 222u2=20
化简u2=0
u2=0
使用法则 xn=0⇒x=0
u=0
以下点无定义u=0
将不在定义域的点与解相综合:
u=2(2+5)5−25,u=−2(2+5)5−25
u=sec(2x)代回sec(2x)=2(2+5)5−25,sec(2x)=−2(2+5)5−25
sec(2x)=2(2+5)5−25,sec(2x)=−2(2+5)5−25
sec(2x)=2(2+5)5−25:x=2arcsec(2(2+5)5−25)+180∘n,x=180∘−2arcsec(2(2+5)5−25)+180∘n
sec(2x)=2(2+5)5−25
使用反三角函数性质
sec(2x)=2(2+5)5−25
sec(2x)=2(2+5)5−25的通解sec(x)=a⇒x=arcsec(a)+360∘n,x=360∘−arcsec(a)+360∘n2x=arcsec2(2+5)5−25+360∘n,2x=360∘−arcsec2(2+5)5−25+360∘n
2x=arcsec2(2+5)5−25+360∘n,2x=360∘−arcsec2(2+5)5−25+360∘n
解 2x=arcsec2(2+5)5−25+360∘n:x=2arcsec(2(2+5)5−25)+180∘n
2x=arcsec2(2+5)5−25+360∘n
两边除以 2
2x=arcsec2(2+5)5−25+360∘n
两边除以 222x=2arcsec(2(2+5)5−25)+2360∘n
化简x=2arcsec(2(2+5)5−25)+180∘n
x=2arcsec(2(2+5)5−25)+180∘n
解 2x=360∘−arcsec2(2+5)5−25+360∘n:x=180∘−2arcsec(2(2+5)5−25)+180∘n
2x=360∘−arcsec2(2+5)5−25+360∘n
两边除以 2
2x=360∘−arcsec2(2+5)5−25+360∘n
两边除以 222x=180∘−2arcsec(2(2+5)5−25)+2360∘n
化简x=180∘−2arcsec(2(2+5)5−25)+180∘n
x=180∘−2arcsec(2(2+5)5−25)+180∘n
x=2arcsec(2(2+5)5−25)+180∘n,x=180∘−2arcsec(2(2+5)5−25)+180∘n
sec(2x)=−2(2+5)5−25:x=2arcsec(−2(2+5)5−25)+180∘n,x=−2arcsec(−2(2+5)5−25)+180∘n
sec(2x)=−2(2+5)5−25
使用反三角函数性质
sec(2x)=−2(2+5)5−25
sec(2x)=−2(2+5)5−25的通解sec(x)=−a⇒x=arcsec(−a)+360∘n,x=−arcsec(−a)+360∘n2x=arcsec−2(2+5)5−25+360∘n,2x=−arcsec−2(2+5)5−25+360∘n
2x=arcsec−2(2+5)5−25+360∘n,2x=−arcsec−2(2+5)5−25+360∘n
解 2x=arcsec−2(2+5)5−25+360∘n:x=2arcsec(−2(2+5)5−25)+180∘n
2x=arcsec−2(2+5)5−25+360∘n
两边除以 2
2x=arcsec−2(2+5)5−25+360∘n
两边除以 222x=2arcsec(−2(2+5)5−25)+2360∘n
化简x=2arcsec(−2(2+5)5−25)+180∘n
x=2arcsec(−2(2+5)5−25)+180∘n
解 2x=−arcsec−2(2+5)5−25+360∘n:x=−2arcsec(−2(2+5)5−25)+180∘n
2x=−arcsec−2(2+5)5−25+360∘n
两边除以 2
2x=−arcsec−2(2+5)5−25+360∘n
两边除以 222x=−2arcsec(−2(2+5)5−25)+2360∘n
化简x=−2arcsec(−2(2+5)5−25)+180∘n
x=−2arcsec(−2(2+5)5−25)+180∘n
x=2arcsec(−2(2+5)5−25)+180∘n,x=−2arcsec(−2(2+5)5−25)+180∘n
合并所有解x=2arcsec(2(2+5)5−25)+180∘n,x=180∘−2arcsec(2(2+5)5−25)+180∘n,x=2arcsec(−2(2+5)5−25)+180∘n,x=−2arcsec(−2(2+5)5−25)+180∘n
以小数形式表示解x=20.63322…+180∘n,x=180∘−20.63322…+180∘n,x=22.50837…+180∘n,x=−22.50837…+180∘n