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cos(3x)-21cos(x)+16=0

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解答

cos(3x)−21cos(x)+16=0

解答

x=0.74946…+2πn,x=2π−0.74946…+2πn
+1
度数
x=42.94140…∘+360∘n,x=317.05859…∘+360∘n
求解步骤
cos(3x)−21cos(x)+16=0
使用三角恒等式改写
16+cos(3x)−21cos(x)
cos(3x)=4cos3(x)−3cos(x)
cos(3x)
使用三角恒等式改写
cos(3x)
改写为=cos(2x+x)
使用角和恒等式: cos(s+t)=cos(s)cos(t)−sin(s)sin(t)=cos(2x)cos(x)−sin(2x)sin(x)
使用倍角公式: sin(2x)=2sin(x)cos(x)=cos(2x)cos(x)−2sin(x)cos(x)sin(x)
化简 cos(2x)cos(x)−2sin(x)cos(x)sin(x):cos(x)cos(2x)−2sin2(x)cos(x)
cos(2x)cos(x)−2sin(x)cos(x)sin(x)
2sin(x)cos(x)sin(x)=2sin2(x)cos(x)
2sin(x)cos(x)sin(x)
使用指数法则: ab⋅ac=ab+csin(x)sin(x)=sin1+1(x)=2cos(x)sin1+1(x)
数字相加:1+1=2=2cos(x)sin2(x)
=cos(x)cos(2x)−2sin2(x)cos(x)
=cos(x)cos(2x)−2sin2(x)cos(x)
=cos(x)cos(2x)−2sin2(x)cos(x)
使用倍角公式: cos(2x)=2cos2(x)−1=(2cos2(x)−1)cos(x)−2sin2(x)cos(x)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=(2cos2(x)−1)cos(x)−2(1−cos2(x))cos(x)
乘开 (2cos2(x)−1)cos(x)−2(1−cos2(x))cos(x):4cos3(x)−3cos(x)
(2cos2(x)−1)cos(x)−2(1−cos2(x))cos(x)
=cos(x)(2cos2(x)−1)−2cos(x)(1−cos2(x))
乘开 cos(x)(2cos2(x)−1):2cos3(x)−cos(x)
cos(x)(2cos2(x)−1)
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=cos(x),b=2cos2(x),c=1=cos(x)2cos2(x)−cos(x)1
=2cos2(x)cos(x)−1cos(x)
化简 2cos2(x)cos(x)−1⋅cos(x):2cos3(x)−cos(x)
2cos2(x)cos(x)−1cos(x)
2cos2(x)cos(x)=2cos3(x)
2cos2(x)cos(x)
使用指数法则: ab⋅ac=ab+ccos2(x)cos(x)=cos2+1(x)=2cos2+1(x)
数字相加:2+1=3=2cos3(x)
1⋅cos(x)=cos(x)
1cos(x)
乘以:1⋅cos(x)=cos(x)=cos(x)
=2cos3(x)−cos(x)
=2cos3(x)−cos(x)
=2cos3(x)−cos(x)−2(1−cos2(x))cos(x)
乘开 −2cos(x)(1−cos2(x)):−2cos(x)+2cos3(x)
−2cos(x)(1−cos2(x))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=−2cos(x),b=1,c=cos2(x)=−2cos(x)1−(−2cos(x))cos2(x)
使用加减运算法则−(−a)=a=−2⋅1cos(x)+2cos2(x)cos(x)
化简 −2⋅1⋅cos(x)+2cos2(x)cos(x):−2cos(x)+2cos3(x)
−2⋅1cos(x)+2cos2(x)cos(x)
2⋅1⋅cos(x)=2cos(x)
2⋅1cos(x)
数字相乘:2⋅1=2=2cos(x)
2cos2(x)cos(x)=2cos3(x)
2cos2(x)cos(x)
使用指数法则: ab⋅ac=ab+ccos2(x)cos(x)=cos2+1(x)=2cos2+1(x)
数字相加:2+1=3=2cos3(x)
=−2cos(x)+2cos3(x)
=−2cos(x)+2cos3(x)
=2cos3(x)−cos(x)−2cos(x)+2cos3(x)
化简 2cos3(x)−cos(x)−2cos(x)+2cos3(x):4cos3(x)−3cos(x)
2cos3(x)−cos(x)−2cos(x)+2cos3(x)
对同类项分组=2cos3(x)+2cos3(x)−cos(x)−2cos(x)
同类项相加:2cos3(x)+2cos3(x)=4cos3(x)=4cos3(x)−cos(x)−2cos(x)
同类项相加:−cos(x)−2cos(x)=−3cos(x)=4cos3(x)−3cos(x)
=4cos3(x)−3cos(x)
=4cos3(x)−3cos(x)
=16+4cos3(x)−3cos(x)−21cos(x)
化简=16+4cos3(x)−24cos(x)
16−24cos(x)+4cos3(x)=0
用替代法求解
16−24cos(x)+4cos3(x)=0
令:cos(x)=u16−24u+4u3=0
16−24u+4u3=0:u=2,u=−1+3​,u=−1−3​
16−24u+4u3=0
改写成标准形式 an​xn+…+a1​x+a0​=04u3−24u+16=0
因式分解 4u3−24u+16:4(u−2)(u2+2u−2)
4u3−24u+16
因式分解出通项 4:4(u3−6u+4)
4u3−24u+16
将 16 改写为 4⋅4将 24 改写为 4⋅6=4u3−4⋅6u+4⋅4
因式分解出通项 4=4(u3−6u+4)
=4(u3−6u+4)
分解 u3−6u+4:(u−2)(u2+2u−2)
u3−6u+4
使用有理根定理
a0​=4,an​=1
a0​的除数:1,2,4,an​的除数:1
因此,检验以下有理数:±11,2,4​
12​ 是表达式的根,所以因式分解 u−2
=(u−2)u−2u3−6u+4​
u−2u3−6u+4​=u2+2u−2
u−2u3−6u+4​
对 u−2u3−6u+4​做除法:u−2u3−6u+4​=u2+u−22u2−6u+4​
将分子 u3−6u+4 与除数 u−2
的首项系数相除:uu3​=u2
商=u2
将 u−2 乘以 u2:u3−2u2将 u3−6u+4 减去 u3−2u2 得到新的余数余数=2u2−6u+4
因此u−2u3−6u+4​=u2+u−22u2−6u+4​
=u2+u−22u2−6u+4​
对 u−22u2−6u+4​做除法:u−22u2−6u+4​=2u+u−2−2u+4​
将分子 2u2−6u+4 与除数 u−2
的首项系数相除:u2u2​=2u
商=2u
将 u−2 乘以 2u:2u2−4u将 2u2−6u+4 减去 2u2−4u 得到新的余数余数=−2u+4
因此u−22u2−6u+4​=2u+u−2−2u+4​
=u2+2u+u−2−2u+4​
对 u−2−2u+4​做除法:u−2−2u+4​=−2
将分子 −2u+4 与除数 u−2
的首项系数相除:u−2u​=−2
商=−2
将 u−2 乘以 −2:−2u+4将 −2u+4 减去 −2u+4 得到新的余数余数=0
因此u−2−2u+4​=−2
=u2+2u−2
=u2+2u−2
=(u−2)(u2+2u−2)
=4(u−2)(u2+2u−2)
4(u−2)(u2+2u−2)=0
使用零因数法则: If ab=0then a=0or b=0u−2=0oru2+2u−2=0
解 u−2=0:u=2
u−2=0
将 2到右边
u−2=0
两边加上 2u−2+2=0+2
化简u=2
u=2
解 u2+2u−2=0:u=−1+3​,u=−1−3​
u2+2u−2=0
使用求根公式求解
u2+2u−2=0
二次方程求根公式:
若 a=1,b=2,c=−2u1,2​=2⋅1−2±22−4⋅1⋅(−2)​​
u1,2​=2⋅1−2±22−4⋅1⋅(−2)​​
22−4⋅1⋅(−2)​=23​
22−4⋅1⋅(−2)​
使用法则 −(−a)=a=22+4⋅1⋅2​
数字相乘:4⋅1⋅2=8=22+8​
22=4=4+8​
数字相加:4+8=12=12​
12质因数分解:22⋅3
12
12除以 212=6⋅2=2⋅6
6除以 26=3⋅2=2⋅2⋅3
2,3 都是质数,因此无法进一步因数分解=2⋅2⋅3
=22⋅3
=22⋅3​
使用根式运算法则: nab​=na​nb​=3​22​
使用根式运算法则: nan​=a22​=2=23​
u1,2​=2⋅1−2±23​​
将解分隔开u1​=2⋅1−2+23​​,u2​=2⋅1−2−23​​
u=2⋅1−2+23​​:−1+3​
2⋅1−2+23​​
数字相乘:2⋅1=2=2−2+23​​
分解 −2+23​:2(−1+3​)
−2+23​
改写为=−2⋅1+23​
因式分解出通项 2=2(−1+3​)
=22(−1+3​)​
数字相除:22​=1=−1+3​
u=2⋅1−2−23​​:−1−3​
2⋅1−2−23​​
数字相乘:2⋅1=2=2−2−23​​
分解 −2−23​:−2(1+3​)
−2−23​
改写为=−2⋅1−23​
因式分解出通项 2=−2(1+3​)
=−22(1+3​)​
数字相除:22​=1=−(1+3​)
取负 −(1+3​)=−1−3​=−1−3​
二次方程组的解是:u=−1+3​,u=−1−3​
解为u=2,u=−1+3​,u=−1−3​
u=cos(x)代回cos(x)=2,cos(x)=−1+3​,cos(x)=−1−3​
cos(x)=2,cos(x)=−1+3​,cos(x)=−1−3​
cos(x)=2:无解
cos(x)=2
−1≤cos(x)≤1无解
cos(x)=−1+3​:x=arccos(−1+3​)+2πn,x=2π−arccos(−1+3​)+2πn
cos(x)=−1+3​
使用反三角函数性质
cos(x)=−1+3​
cos(x)=−1+3​的通解cos(x)=a⇒x=arccos(a)+2πn,x=2π−arccos(a)+2πnx=arccos(−1+3​)+2πn,x=2π−arccos(−1+3​)+2πn
x=arccos(−1+3​)+2πn,x=2π−arccos(−1+3​)+2πn
cos(x)=−1−3​:无解
cos(x)=−1−3​
−1≤cos(x)≤1无解
合并所有解x=arccos(−1+3​)+2πn,x=2π−arccos(−1+3​)+2πn
以小数形式表示解x=0.74946…+2πn,x=2π−0.74946…+2πn

作图

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sin^5(x)-sin(x)=0sin5(x)−sin(x)=0tan(x)=(95.75)/4tan(x)=495.75​5cos^2(x)=45cos2(x)=4cos(x-15^0)=((sqrt(2)))/2cos(x−150)=2(2​)​sin(x)=1-cos^x(x)sin(x)=1−cosx(x)
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