解答
sin2(x)+sin6(x)=3cos2(2x)
解答
x=0.60819…+2πn,x=π−0.60819…+2πn,x=−0.60819…+2πn,x=π+0.60819…+2πn,x=1.17152…+2πn,x=π−1.17152…+2πn,x=−1.17152…+2πn,x=π+1.17152…+2πn
+1
度数
x=34.84715…∘+360∘n,x=145.15284…∘+360∘n,x=−34.84715…∘+360∘n,x=214.84715…∘+360∘n,x=67.12337…∘+360∘n,x=112.87662…∘+360∘n,x=−67.12337…∘+360∘n,x=247.12337…∘+360∘n求解步骤
sin2(x)+sin6(x)=3cos2(2x)
两边减去 3cos2(2x)sin2(x)+sin6(x)−3cos2(2x)=0
使用三角恒等式改写
sin2(x)+sin6(x)−3cos2(2x)
使用倍角公式: cos(2x)=1−2sin2(x)=sin2(x)+sin6(x)−3(1−2sin2(x))2
化简 sin2(x)+sin6(x)−3(1−2sin2(x))2:13sin2(x)+sin6(x)−12sin4(x)−3
sin2(x)+sin6(x)−3(1−2sin2(x))2
(1−2sin2(x))2:1−4sin2(x)+4sin4(x)
使用完全平方公式: (a−b)2=a2−2ab+b2a=1,b=2sin2(x)
=12−2⋅1⋅2sin2(x)+(2sin2(x))2
化简 12−2⋅1⋅2sin2(x)+(2sin2(x))2:1−4sin2(x)+4sin4(x)
12−2⋅1⋅2sin2(x)+(2sin2(x))2
使用法则 1a=112=1=1−2⋅1⋅2sin2(x)+(2sin2(x))2
2⋅1⋅2sin2(x)=4sin2(x)
2⋅1⋅2sin2(x)
数字相乘:2⋅1⋅2=4=4sin2(x)
(2sin2(x))2=4sin4(x)
(2sin2(x))2
使用指数法则: (a⋅b)n=anbn=22(sin2(x))2
(sin2(x))2:sin4(x)
使用指数法则: (ab)c=abc=sin2⋅2(x)
数字相乘:2⋅2=4=sin4(x)
=22sin4(x)
22=4=4sin4(x)
=1−4sin2(x)+4sin4(x)
=1−4sin2(x)+4sin4(x)
=sin2(x)+sin6(x)−3(1−4sin2(x)+4sin4(x))
乘开 −3(1−4sin2(x)+4sin4(x)):−3+12sin2(x)−12sin4(x)
−3(1−4sin2(x)+4sin4(x))
打开括号=(−3)⋅1+(−3)(−4sin2(x))+(−3)⋅4sin4(x)
使用加减运算法则+(−a)=−a,(−a)(−b)=ab=−3⋅1+3⋅4sin2(x)−3⋅4sin4(x)
化简 −3⋅1+3⋅4sin2(x)−3⋅4sin4(x):−3+12sin2(x)−12sin4(x)
−3⋅1+3⋅4sin2(x)−3⋅4sin4(x)
数字相乘:3⋅1=3=−3+3⋅4sin2(x)−3⋅4sin4(x)
数字相乘:3⋅4=12=−3+12sin2(x)−12sin4(x)
=−3+12sin2(x)−12sin4(x)
=sin2(x)+sin6(x)−3+12sin2(x)−12sin4(x)
化简 sin2(x)+sin6(x)−3+12sin2(x)−12sin4(x):13sin2(x)+sin6(x)−12sin4(x)−3
sin2(x)+sin6(x)−3+12sin2(x)−12sin4(x)
对同类项分组=sin2(x)+sin6(x)+12sin2(x)−12sin4(x)−3
同类项相加:sin2(x)+12sin2(x)=13sin2(x)=13sin2(x)+sin6(x)−12sin4(x)−3
=13sin2(x)+sin6(x)−12sin4(x)−3
=13sin2(x)+sin6(x)−12sin4(x)−3
−3+sin6(x)−12sin4(x)+13sin2(x)=0
用替代法求解
−3+sin6(x)−12sin4(x)+13sin2(x)=0
令:sin(x)=u−3+u6−12u4+13u2=0
−3+u6−12u4+13u2=0:u=0.32648…,u=−0.32648…,u=0.84887…,u=−0.84887…,u=10.82463…,u=−10.82463…
−3+u6−12u4+13u2=0
改写成标准形式 anxn+…+a1x+a0=0u6−12u4+13u2−3=0
用v=u2,v2=u4 和 v3=u6改写方程式v3−12v2+13v−3=0
解 v3−12v2+13v−3=0:v≈0.32648…,v≈0.84887…,v≈10.82463…
v3−12v2+13v−3=0
使用牛顿-拉弗森方法找到 v3−12v2+13v−3=0 的一个解:v≈0.32648…
v3−12v2+13v−3=0
牛顿-拉弗森近似法定义
f(v)=v3−12v2+13v−3
找到 f′(v):3v2−24v+13
dvd(v3−12v2+13v−3)
使用微分加减法定则: (f±g)′=f′±g′=dvd(v3)−dvd(12v2)+dvd(13v)−dvd(3)
dvd(v3)=3v2
dvd(v3)
使用幂法则: dxd(xa)=a⋅xa−1=3v3−1
化简=3v2
dvd(12v2)=24v
dvd(12v2)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=12dvd(v2)
使用幂法则: dxd(xa)=a⋅xa−1=12⋅2v2−1
化简=24v
dvd(13v)=13
dvd(13v)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=13dvdv
使用常见微分定则: dvdv=1=13⋅1
化简=13
dvd(3)=0
dvd(3)
常数微分: dxd(a)=0=0
=3v2−24v+13−0
化简=3v2−24v+13
令 v0=0计算 vn+1 至 Δvn+1<0.000001
v1=0.23076…:Δv1=0.23076…
f(v0)=03−12⋅02+13⋅0−3=−3f′(v0)=3⋅02−24⋅0+13=13v1=0.23076…
Δv1=∣0.23076…−0∣=0.23076…Δv1=0.23076…
v2=0.31300…:Δv2=0.08223…
f(v1)=0.23076…3−12⋅0.23076…2+13⋅0.23076…−3=−0.62676…f′(v1)=3⋅0.23076…2−24⋅0.23076…+13=7.62130…v2=0.31300…
Δv2=∣0.31300…−0.23076…∣=0.08223…Δv2=0.08223…
v3=0.32613…:Δv3=0.01313…
f(v2)=0.31300…3−12⋅0.31300…2+13⋅0.31300…−3=−0.07591…f′(v2)=3⋅0.31300…2−24⋅0.31300…+13=5.78173…v3=0.32613…
Δv3=∣0.32613…−0.31300…∣=0.01313…Δv3=0.01313…
v4=0.32648…:Δv4=0.00034…
f(v3)=0.32613…3−12⋅0.32613…2+13⋅0.32613…−3=−0.00190…f′(v3)=3⋅0.32613…2−24⋅0.32613…+13=5.49177…v4=0.32648…
Δv4=∣0.32648…−0.32613…∣=0.00034…Δv4=0.00034…
v5=0.32648…:Δv5=2.41787E−7
f(v4)=0.32648…3−12⋅0.32648…2+13⋅0.32648…−3=−1.32599E−6f′(v4)=3⋅0.32648…2−24⋅0.32648…+13=5.48412…v5=0.32648…
Δv5=∣0.32648…−0.32648…∣=2.41787E−7Δv5=2.41787E−7
v≈0.32648…
使用长除法 Equation0:v−0.32648…v3−12v2+13v−3=v2−11.67351…v+9.18876…
v2−11.67351…v+9.18876…≈0
使用牛顿-拉弗森方法找到 v2−11.67351…v+9.18876…=0 的一个解:v≈0.84887…
v2−11.67351…v+9.18876…=0
牛顿-拉弗森近似法定义
f(v)=v2−11.67351…v+9.18876…
找到 f′(v):2v−11.67351…
dvd(v2−11.67351…v+9.18876…)
使用微分加减法定则: (f±g)′=f′±g′=dvd(v2)−dvd(11.67351…v)+dvd(9.18876…)
dvd(v2)=2v
dvd(v2)
使用幂法则: dxd(xa)=a⋅xa−1=2v2−1
化简=2v
dvd(11.67351…v)=11.67351…
dvd(11.67351…v)
将常数提出: (a⋅f)′=a⋅f′=11.67351…dvdv
使用常见微分定则: dvdv=1=11.67351…⋅1
化简=11.67351…
dvd(9.18876…)=0
dvd(9.18876…)
常数微分: dxd(a)=0=0
=2v−11.67351…+0
化简=2v−11.67351…
令 v0=1计算 vn+1 至 Δvn+1<0.000001
v1=0.84651…:Δv1=0.15348…
f(v0)=12−11.67351…⋅1+9.18876…=−1.48474…f′(v0)=2⋅1−11.67351…=−9.67351…v1=0.84651…
Δv1=∣0.84651…−1∣=0.15348…Δv1=0.15348…
v2=0.84887…:Δv2=0.00236…
f(v1)=0.84651…2−11.67351…⋅0.84651…+9.18876…=0.02355…f′(v1)=2⋅0.84651…−11.67351…=−9.98048…v2=0.84887…
Δv2=∣0.84887…−0.84651…∣=0.00236…Δv2=0.00236…
v3=0.84887…:Δv3=5.58503E−7
f(v2)=0.84887…2−11.67351…⋅0.84887…+9.18876…=5.5715E−6f′(v2)=2⋅0.84887…−11.67351…=−9.97576…v3=0.84887…
Δv3=∣0.84887…−0.84887…∣=5.58503E−7Δv3=5.58503E−7
v≈0.84887…
使用长除法 Equation0:v−0.84887…v2−11.67351…v+9.18876…=v−10.82463…
v−10.82463…≈0
v≈10.82463…
解为v≈0.32648…,v≈0.84887…,v≈10.82463…
v≈0.32648…,v≈0.84887…,v≈10.82463…
代回 v=u2,求解 u
解 u2=0.32648…:u=0.32648…,u=−0.32648…
u2=0.32648…
对于 x2=f(a) 解为 x=f(a),−f(a)
u=0.32648…,u=−0.32648…
解 u2=0.84887…:u=0.84887…,u=−0.84887…
u2=0.84887…
对于 x2=f(a) 解为 x=f(a),−f(a)
u=0.84887…,u=−0.84887…
解 u2=10.82463…:u=10.82463…,u=−10.82463…
u2=10.82463…
对于 x2=f(a) 解为 x=f(a),−f(a)
u=10.82463…,u=−10.82463…
解为
u=0.32648…,u=−0.32648…,u=0.84887…,u=−0.84887…,u=10.82463…,u=−10.82463…
u=sin(x)代回sin(x)=0.32648…,sin(x)=−0.32648…,sin(x)=0.84887…,sin(x)=−0.84887…,sin(x)=10.82463…,sin(x)=−10.82463…
sin(x)=0.32648…,sin(x)=−0.32648…,sin(x)=0.84887…,sin(x)=−0.84887…,sin(x)=10.82463…,sin(x)=−10.82463…
sin(x)=0.32648…:x=arcsin(0.32648…)+2πn,x=π−arcsin(0.32648…)+2πn
sin(x)=0.32648…
使用反三角函数性质
sin(x)=0.32648…
sin(x)=0.32648…的通解sin(x)=a⇒x=arcsin(a)+2πn,x=π−arcsin(a)+2πnx=arcsin(0.32648…)+2πn,x=π−arcsin(0.32648…)+2πn
x=arcsin(0.32648…)+2πn,x=π−arcsin(0.32648…)+2πn
sin(x)=−0.32648…:x=arcsin(−0.32648…)+2πn,x=π+arcsin(0.32648…)+2πn
sin(x)=−0.32648…
使用反三角函数性质
sin(x)=−0.32648…
sin(x)=−0.32648…的通解sin(x)=−a⇒x=arcsin(−a)+2πn,x=π+arcsin(a)+2πnx=arcsin(−0.32648…)+2πn,x=π+arcsin(0.32648…)+2πn
x=arcsin(−0.32648…)+2πn,x=π+arcsin(0.32648…)+2πn
sin(x)=0.84887…:x=arcsin(0.84887…)+2πn,x=π−arcsin(0.84887…)+2πn
sin(x)=0.84887…
使用反三角函数性质
sin(x)=0.84887…
sin(x)=0.84887…的通解sin(x)=a⇒x=arcsin(a)+2πn,x=π−arcsin(a)+2πnx=arcsin(0.84887…)+2πn,x=π−arcsin(0.84887…)+2πn
x=arcsin(0.84887…)+2πn,x=π−arcsin(0.84887…)+2πn
sin(x)=−0.84887…:x=arcsin(−0.84887…)+2πn,x=π+arcsin(0.84887…)+2πn
sin(x)=−0.84887…
使用反三角函数性质
sin(x)=−0.84887…
sin(x)=−0.84887…的通解sin(x)=−a⇒x=arcsin(−a)+2πn,x=π+arcsin(a)+2πnx=arcsin(−0.84887…)+2πn,x=π+arcsin(0.84887…)+2πn
x=arcsin(−0.84887…)+2πn,x=π+arcsin(0.84887…)+2πn
sin(x)=10.82463…:无解
sin(x)=10.82463…
−1≤sin(x)≤1无解
sin(x)=−10.82463…:无解
sin(x)=−10.82463…
−1≤sin(x)≤1无解
合并所有解x=arcsin(0.32648…)+2πn,x=π−arcsin(0.32648…)+2πn,x=arcsin(−0.32648…)+2πn,x=π+arcsin(0.32648…)+2πn,x=arcsin(0.84887…)+2πn,x=π−arcsin(0.84887…)+2πn,x=arcsin(−0.84887…)+2πn,x=π+arcsin(0.84887…)+2πn
以小数形式表示解x=0.60819…+2πn,x=π−0.60819…+2πn,x=−0.60819…+2πn,x=π+0.60819…+2πn,x=1.17152…+2πn,x=π−1.17152…+2πn,x=−1.17152…+2πn,x=π+1.17152…+2πn