解答
8sin(x)=cos(x)−6
解答
x=−2.17788…+2πn,x=2π−0.71499…+2πn
+1
度数
x=−124.78383…∘+360∘n,x=319.03386…∘+360∘n求解步骤
8sin(x)=cos(x)−6
两边进行平方(8sin(x))2=(cos(x)−6)2
两边减去 (cos(x)−6)264sin2(x)−cos2(x)+12cos(x)−36=0
使用三角恒等式改写
−36−cos2(x)+12cos(x)+64sin2(x)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=−36−cos2(x)+12cos(x)+64(1−cos2(x))
化简 −36−cos2(x)+12cos(x)+64(1−cos2(x)):12cos(x)−65cos2(x)+28
−36−cos2(x)+12cos(x)+64(1−cos2(x))
乘开 64(1−cos2(x)):64−64cos2(x)
64(1−cos2(x))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=64,b=1,c=cos2(x)=64⋅1−64cos2(x)
数字相乘:64⋅1=64=64−64cos2(x)
=−36−cos2(x)+12cos(x)+64−64cos2(x)
化简 −36−cos2(x)+12cos(x)+64−64cos2(x):12cos(x)−65cos2(x)+28
−36−cos2(x)+12cos(x)+64−64cos2(x)
对同类项分组=−cos2(x)+12cos(x)−64cos2(x)−36+64
同类项相加:−cos2(x)−64cos2(x)=−65cos2(x)=−65cos2(x)+12cos(x)−36+64
数字相加/相减:−36+64=28=12cos(x)−65cos2(x)+28
=12cos(x)−65cos2(x)+28
=12cos(x)−65cos2(x)+28
28+12cos(x)−65cos2(x)=0
用替代法求解
28+12cos(x)−65cos2(x)=0
令:cos(x)=u28+12u−65u2=0
28+12u−65u2=0:u=−652(429−3),u=652(3+429)
28+12u−65u2=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=0−65u2+12u+28=0
使用求根公式求解
−65u2+12u+28=0
二次方程求根公式:
若 a=−65,b=12,c=28u1,2=2(−65)−12±122−4(−65)⋅28
u1,2=2(−65)−12±122−4(−65)⋅28
122−4(−65)⋅28=1629
122−4(−65)⋅28
使用法则 −(−a)=a=122+4⋅65⋅28
数字相乘:4⋅65⋅28=7280=122+7280
122=144=144+7280
数字相加:144+7280=7424=7424
7424质因数分解:28⋅29
7424
7424除以 27424=3712⋅2=2⋅3712
3712除以 23712=1856⋅2=2⋅2⋅1856
1856除以 21856=928⋅2=2⋅2⋅2⋅928
928除以 2928=464⋅2=2⋅2⋅2⋅2⋅464
464除以 2464=232⋅2=2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅232
232除以 2232=116⋅2=2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅116
116除以 2116=58⋅2=2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅58
58除以 258=29⋅2=2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅29
2,29 都是质数,因此无法进一步因数分解=2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅29
=28⋅29
=28⋅29
使用根式运算法则: nab=nanb=2928
使用根式运算法则: nam=anm28=228=24=2429
整理后得=1629
u1,2=2(−65)−12±1629
将解分隔开u1=2(−65)−12+1629,u2=2(−65)−12−1629
u=2(−65)−12+1629:−652(429−3)
2(−65)−12+1629
去除括号: (−a)=−a=−2⋅65−12+1629
数字相乘:2⋅65=130=−130−12+1629
使用分式法则: −ba=−ba=−130−12+1629
消掉 130−12+1629:652(429−3)
130−12+1629
分解 −12+1629:4(−3+429)
−12+1629
改写为=−4⋅3+4⋅429
因式分解出通项 4=4(−3+429)
=1304(−3+429)
约分:2=652(429−3)
=−652(429−3)
u=2(−65)−12−1629:652(3+429)
2(−65)−12−1629
去除括号: (−a)=−a=−2⋅65−12−1629
数字相乘:2⋅65=130=−130−12−1629
使用分式法则: −b−a=ba−12−1629=−(12+1629)=13012+1629
分解 12+1629:4(3+429)
12+1629
改写为=4⋅3+4⋅429
因式分解出通项 4=4(3+429)
=1304(3+429)
约分:2=652(3+429)
二次方程组的解是:u=−652(429−3),u=652(3+429)
u=cos(x)代回cos(x)=−652(429−3),cos(x)=652(3+429)
cos(x)=−652(429−3),cos(x)=652(3+429)
cos(x)=−652(429−3):x=arccos(−652(429−3))+2πn,x=−arccos(−652(429−3))+2πn
cos(x)=−652(429−3)
使用反三角函数性质
cos(x)=−652(429−3)
cos(x)=−652(429−3)的通解cos(x)=−a⇒x=arccos(−a)+2πn,x=−arccos(−a)+2πnx=arccos(−652(429−3))+2πn,x=−arccos(−652(429−3))+2πn
x=arccos(−652(429−3))+2πn,x=−arccos(−652(429−3))+2πn
cos(x)=652(3+429):x=arccos(652(3+429))+2πn,x=2π−arccos(652(3+429))+2πn
cos(x)=652(3+429)
使用反三角函数性质
cos(x)=652(3+429)
cos(x)=652(3+429)的通解cos(x)=a⇒x=arccos(a)+2πn,x=2π−arccos(a)+2πnx=arccos(652(3+429))+2πn,x=2π−arccos(652(3+429))+2πn
x=arccos(652(3+429))+2πn,x=2π−arccos(652(3+429))+2πn
合并所有解x=arccos(−652(429−3))+2πn,x=−arccos(−652(429−3))+2πn,x=arccos(652(3+429))+2πn,x=2π−arccos(652(3+429))+2πn
将解代入原方程进行验证
将它们代入 8sin(x)=cos(x)−6检验解是否符合
去除与方程不符的解。
检验 arccos(−652(429−3))+2πn的解:假
arccos(−652(429−3))+2πn
代入 n=1arccos(−652(429−3))+2π1
对于 8sin(x)=cos(x)−6代入x=arccos(−652(429−3))+2π18sin(arccos(−652(429−3))+2π1)=cos(arccos(−652(429−3))+2π1)−6
整理后得6.57048…=−6.57048…
⇒假
检验 −arccos(−652(429−3))+2πn的解:真
−arccos(−652(429−3))+2πn
代入 n=1−arccos(−652(429−3))+2π1
对于 8sin(x)=cos(x)−6代入x=−arccos(−652(429−3))+2π18sin(−arccos(−652(429−3))+2π1)=cos(−arccos(−652(429−3))+2π1)−6
整理后得−6.57048…=−6.57048…
⇒真
检验 arccos(652(3+429))+2πn的解:假
arccos(652(3+429))+2πn
代入 n=1arccos(652(3+429))+2π1
对于 8sin(x)=cos(x)−6代入x=arccos(652(3+429))+2π18sin(arccos(652(3+429))+2π1)=cos(arccos(652(3+429))+2π1)−6
整理后得5.24490…=−5.24490…
⇒假
检验 2π−arccos(652(3+429))+2πn的解:真
2π−arccos(652(3+429))+2πn
代入 n=12π−arccos(652(3+429))+2π1
对于 8sin(x)=cos(x)−6代入x=2π−arccos(652(3+429))+2π18sin(2π−arccos(652(3+429))+2π1)=cos(2π−arccos(652(3+429))+2π1)−6
整理后得−5.24490…=−5.24490…
⇒真
x=−arccos(−652(429−3))+2πn,x=2π−arccos(652(3+429))+2πn
以小数形式表示解x=−2.17788…+2πn,x=2π−0.71499…+2πn