الحلّ
sin3(x)+sin(x)−4=0
الحلّ
x∈Rلايوجدحلّلـ
خطوات الحلّ
sin3(x)+sin(x)−4=0
بالاستعانة بطريقة التعويض
sin3(x)+sin(x)−4=0
sin(x)=u:على افتراض أنّu3+u−4=0
u3+u−4=0:u≈1.37879…
u3+u−4=0
بطريقة نيوتون ريبسون u3+u−4=0جدّ حلًا لـ:u≈1.37879…
u3+u−4=0
تعريف تقريب نيوتن-ريبسون
f(u)=u3+u−4
f′(u)جد:3u2+1
dud(u3+u−4)
(f±g)′=f′±g′ :استعمل قانون الجمع=dud(u3)+dudu−dud(4)
dud(u3)=3u2
dud(u3)
dxd(xa)=a⋅xa−1 :استعمل قانون الأسس=3u3−1
بسّط=3u2
dudu=1
dudu
dudu=1 :استعمل المشتقة الأساسية=1
dud(4)=0
dud(4)
dxd(a)=0 :مشتقة الثابت=0
=3u2+1−0
بسّط=3u2+1
u0=4استبدل Δun+1<0.000001حتّى un+1احسب
u1=2.69387…:Δu1=1.30612…
f(u0)=43+4−4=64f′(u0)=3⋅42+1=49u1=2.69387…
Δu1=∣2.69387…−4∣=1.30612…Δu1=1.30612…
u2=1.89271…:Δu2=0.80116…
f(u1)=2.69387…3+2.69387…−4=18.24328…f′(u1)=3⋅2.69387…2+1=22.77092…u2=1.89271…
Δu2=∣1.89271…−2.69387…∣=0.80116…Δu2=0.80116…
u3=1.49490…:Δu3=0.39780…
f(u2)=1.89271…3+1.89271…−4=4.67308…f′(u2)=3⋅1.89271…2+1=11.74707…u3=1.49490…
Δu3=∣1.49490…−1.89271…∣=0.39780…Δu3=0.39780…
u4=1.38644…:Δu4=0.10846…
f(u3)=1.49490…3+1.49490…−4=0.83561…f′(u3)=3⋅1.49490…2+1=7.70421…u4=1.38644…
Δu4=∣1.38644…−1.49490…∣=0.10846…Δu4=0.10846…
u5=1.37883…:Δu5=0.00760…
f(u4)=1.38644…3+1.38644…−4=0.05148…f′(u4)=3⋅1.38644…2+1=6.76665…u5=1.37883…
Δu5=∣1.37883…−1.38644…∣=0.00760…Δu5=0.00760…
u6=1.37879…:Δu6=0.00003…
f(u5)=1.37883…3+1.37883…−4=0.00024…f′(u5)=3⋅1.37883…2+1=6.70353…u6=1.37879…
Δu6=∣1.37879…−1.37883…∣=0.00003…Δu6=0.00003…
u7=1.37879…:Δu7=7.93136E−10
f(u6)=1.37879…3+1.37879…−4=5.31658E−9f′(u6)=3⋅1.37879…2+1=6.70324…u7=1.37879…
Δu7=∣1.37879…−1.37879…∣=7.93136E−10Δu7=7.93136E−10
u≈1.37879…
فعّل القسمة الطويلة:u−1.37879…u3+u−4=u2+1.37879…u+2.90108…
u2+1.37879…u+2.90108…≈0
بطريقة نيوتون ريبسون u2+1.37879…u+2.90108…=0جدّ حلًا لـ:u∈Rلا يوجد حلّ لـ
u2+1.37879…u+2.90108…=0
تعريف تقريب نيوتن-ريبسون
f(u)=u2+1.37879…u+2.90108…
f′(u)جد:2u+1.37879…
dud(u2+1.37879…u+2.90108…)
(f±g)′=f′±g′ :استعمل قانون الجمع=dud(u2)+dud(1.37879…u)+dud(2.90108…)
dud(u2)=2u
dud(u2)
dxd(xa)=a⋅xa−1 :استعمل قانون الأسس=2u2−1
بسّط=2u
dud(1.37879…u)=1.37879…
dud(1.37879…u)
(a⋅f)′=a⋅f′ :استخرج الثابت=1.37879…dudu
dudu=1 :استعمل المشتقة الأساسية=1.37879…⋅1
بسّط=1.37879…
dud(2.90108…)=0
dud(2.90108…)
dxd(a)=0 :مشتقة الثابت=0
=2u+1.37879…+0
بسّط=2u+1.37879…
u0=−2استبدل Δun+1<0.000001حتّى un+1احسب
u1=−0.41924…:Δu1=1.58075…
f(u0)=(−2)2+1.37879…(−2)+2.90108…=4.14348…f′(u0)=2(−2)+1.37879…=−2.62120…u1=−0.41924…
Δu1=∣−0.41924…−(−2)∣=1.58075…Δu1=1.58075…
u2=−5.04396…:Δu2=4.62472…
f(u1)=(−0.41924…)2+1.37879…(−0.41924…)+2.90108…=2.49879…f′(u1)=2(−0.41924…)+1.37879…=0.54031…u2=−5.04396…
Δu2=∣−5.04396…−(−0.41924…)∣=4.62472…Δu2=4.62472…
u3=−2.58814…:Δu3=2.45582…
f(u2)=(−5.04396…)2+1.37879…(−5.04396…)+2.90108…=21.38809…f′(u2)=2(−5.04396…)+1.37879…=−8.70914…u3=−2.58814…
Δu3=∣−2.58814…−(−5.04396…)∣=2.45582…Δu3=2.45582…
u4=−0.99998…:Δu4=1.58816…
f(u3)=(−2.58814…)2+1.37879…(−2.58814…)+2.90108…=6.03105…f′(u3)=2(−2.58814…)+1.37879…=−3.79749…u4=−0.99998…
Δu4=∣−0.99998…−(−2.58814…)∣=1.58816…Δu4=1.58816…
u5=3.06056…:Δu5=4.06054…
f(u4)=(−0.99998…)2+1.37879…(−0.99998…)+2.90108…=2.52227…f′(u4)=2(−0.99998…)+1.37879…=−0.62116…u5=3.06056…
Δu5=∣3.06056…−(−0.99998…)∣=4.06054…Δu5=4.06054…
u6=0.86213…:Δu6=2.19842…
f(u5)=3.06056…2+1.37879…⋅3.06056…+2.90108…=16.48802…f′(u5)=2⋅3.06056…+1.37879…=7.49992…u6=0.86213…
Δu6=∣0.86213…−3.06056…∣=2.19842…Δu6=2.19842…
u7=−0.69537…:Δu7=1.55751…
f(u6)=0.86213…2+1.37879…⋅0.86213…+2.90108…=4.83307…f′(u6)=2⋅0.86213…+1.37879…=3.10307…u7=−0.69537…
Δu7=∣−0.69537…−0.86213…∣=1.55751…Δu7=1.55751…
u8=202.24500…:Δu8=202.94037…
f(u7)=(−0.69537…)2+1.37879…(−0.69537…)+2.90108…=2.42584…f′(u7)=2(−0.69537…)+1.37879…=−0.01195…u8=202.24500…
Δu8=∣202.24500…−(−0.69537…)∣=202.94037…Δu8=202.94037…
u9=100.77182…:Δu9=101.47317…
f(u8)=202.24500…2+1.37879…⋅202.24500…+2.90108…=41184.79638…f′(u8)=2⋅202.24500…+1.37879…=405.86879…u9=100.77182…
Δu9=∣100.77182…−202.24500…∣=101.47317…Δu9=101.47317…
u10=50.02925…:Δu10=50.74256…
f(u9)=100.77182…2+1.37879…⋅100.77182…+2.90108…=10296.80558…f′(u9)=2⋅100.77182…+1.37879…=202.92244…u10=50.02925…
Δu10=∣50.02925…−100.77182…∣=50.74256…Δu10=50.74256…
u11=24.64601…:Δu11=25.38324…
f(u10)=50.02925…2+1.37879…⋅50.02925…+2.90108…=2574.80799…f′(u10)=2⋅50.02925…+1.37879…=101.43731…u11=24.64601…
Δu11=∣24.64601…−50.02925…∣=25.38324…Δu11=25.38324…
u12=11.93043…:Δu12=12.71558…
f(u11)=24.64601…2+1.37879…⋅24.64601…+2.90108…=644.30902…f′(u11)=2⋅24.64601…+1.37879…=50.67082…u12=11.93043…
Δu12=∣11.93043…−24.64601…∣=12.71558…Δu12=12.71558…
u13=5.52440…:Δu13=6.40602…
f(u12)=11.93043…2+1.37879…⋅11.93043…+2.90108…=161.68600…f′(u12)=2⋅11.93043…+1.37879…=25.23966…u13=5.52440…
Δu13=∣5.52440…−11.93043…∣=6.40602…Δu13=6.40602…
u14=2.22230…:Δu14=3.30209…
f(u13)=5.52440…2+1.37879…⋅5.52440…+2.90108…=41.03718…f′(u13)=2⋅5.52440…+1.37879…=12.42761…u14=2.22230…
Δu14=∣2.22230…−5.52440…∣=3.30209…Δu14=3.30209…
u15=0.34989…:Δu15=1.87241…
f(u14)=2.22230…2+1.37879…⋅2.22230…+2.90108…=10.90385…f′(u14)=2⋅2.22230…+1.37879…=5.82341…u15=0.34989…
Δu15=∣0.34989…−2.22230…∣=1.87241…Δu15=1.87241…
u16=−1.33680…:Δu16=1.68669…
f(u15)=0.34989…2+1.37879…⋅0.34989…+2.90108…=3.50593…f′(u15)=2⋅0.34989…+1.37879…=2.07858…u16=−1.33680…
Δu16=∣−1.33680…−0.34989…∣=1.68669…Δu16=1.68669…
u17=0.86039…:Δu17=2.19719…
f(u16)=(−1.33680…)2+1.37879…(−1.33680…)+2.90108…=2.84494…f′(u16)=2(−1.33680…)+1.37879…=−1.29480…u17=0.86039…
Δu17=∣0.86039…−(−1.33680…)∣=2.19719…Δu17=2.19719…
لا يمكن إيجاد حلّ
الحل للمعادلة هوu≈1.37879…
u=sin(x)استبدل مجددًاsin(x)≈1.37879…
sin(x)≈1.37879…
sin(x)=1.37879…:لا يوجد حلّ
sin(x)=1.37879…
−1≤sin(x)≤1لايوجدحلّ
وحّد الحلولx∈Rلايوجدحلّلـ