Решения
Калькулятор Интегралов (Первообразной Функции)Калькулятор ПроизводныхАлгебраический КалькуляторКалькулятор МатрицДополнительные инструменты...
Графика
Линейный графикЭкспоненциальный графикКвадратичный графикГрафик синусаДополнительные инструменты...
Калькуляторы
Калькулятор ИМТКалькулятор сложных процентовКалькулятор процентовКалькулятор ускоренияДополнительные инструменты...
Геометрия
Калькулятор теоремы ПифагораКалькулятор Площади ОкружностиКалькулятор равнобедренного треугольникаКалькулятор треугольниковДополнительные инструменты...
AI Chat
Инструменты
БлокнотыГруппыШпаргалкиРабочие листыУпражнятьсяПодтвердить
ru
English
Español
Português
Français
Deutsch
Italiano
Русский
中文(简体)
한국어
日本語
Tiếng Việt
עברית
العربية
Популярное Тригонометрия >

cot^2(x)=tan(x/2)

  • Пре Алгебра
  • Алгебра
  • Пре Исчисление
  • Исчисление
  • Функции
  • Линейная алгебра
  • Тригонометрия
  • Статистика
  • Химия
  • Экономика
  • Преобразования

Решение

cot2(x)=tan(2x​)

Решение

x=2⋅0.47448…+2πn,x=2⋅1.34922…+2πn
+1
Градусы
x=54.37186…∘+360∘n,x=154.60973…∘+360∘n
Шаги решения
cot2(x)=tan(2x​)
Вычтите tan(2x​) с обеих сторонcot2(x)−tan(2x​)=0
Допустим: u=2x​cot2(2u)−tan(u)=0
Перепишите используя тригонометрические тождества
cot2(2u)−tan(u)
Испльзуйте основное тригонометрическое тождество: cot(x)=tan(x)1​=(tan(2u)1​)2−tan(u)
(tan(2u)1​)2=tan2(2u)1​
(tan(2u)1​)2
Примените правило возведения в степень: (ba​)c=bcac​=tan2(2u)12​
Примените правило 1a=112=1=tan2(2u)1​
=tan2(2u)1​−tan(u)
Используйте тождество двойного угла: tan(2x)=1−tan2(x)2tan(x)​=(1−tan2(u)2tan(u)​)21​−tan(u)
Упростите (1−tan2(u)2tan(u)​)21​−tan(u):4tan2(u)(1−tan2(u))2​−tan(u)
(1−tan2(u)2tan(u)​)21​−tan(u)
(1−tan2(u)2tan(u)​)21​=22tan2(u)(1−tan2(u))2​
(1−tan2(u)2tan(u)​)21​
(1−tan2(u)2tan(u)​)2=(1−tan2(u))222tan2(u)​
(1−tan2(u)2tan(u)​)2
Примените правило возведения в степень: (ba​)c=bcac​=(1−tan2(u))2(2tan(u))2​
Примените правило возведения в степень: (a⋅b)n=anbn(2tan(u))2=22tan2(u)=(1−tan2(u))222tan2(u)​
=(1−tan2(u))222tan2(u)​1​
Примените правило дробей: cb​1​=bc​=22tan2(u)(1−tan2(u))2​
=22tan2(u)(−tan2(u)+1)2​−tan(u)
22=4=4tan2(u)(−tan2(u)+1)2​−tan(u)
=4tan2(u)(1−tan2(u))2​−tan(u)
4tan2(u)(1−tan2(u))2​−tan(u)=0
Решитe подстановкой
4tan2(u)(1−tan2(u))2​−tan(u)=0
Допустим: tan(u)=u4u2(1−u2)2​−u=0
4u2(1−u2)2​−u=0:u≈0.51361…,u≈4.43910…
4u2(1−u2)2​−u=0
Умножьте обе части на 4u2
4u2(1−u2)2​−u=0
Умножьте обе части на 4u24u2(1−u2)2​⋅4u2−u⋅4u2=0⋅4u2
После упрощения получаем
4u2(1−u2)2​⋅4u2−u⋅4u2=0⋅4u2
Упростите 4u2(1−u2)2​⋅4u2:(1−u2)2
4u2(1−u2)2​⋅4u2
Умножьте дроби: a⋅cb​=ca⋅b​=4u2(1−u2)2⋅4u2​
Отмените общий множитель: 4=u2(1−u2)2u2​
Отмените общий множитель: u2=(1−u2)2
Упростите −u⋅4u2:−4u3
−u⋅4u2
Примените правило возведения в степень: ab⋅ac=ab+cuu2=u1+2=−4u1+2
Добавьте числа: 1+2=3=−4u3
Упростите 0⋅4u2:0
0⋅4u2
Примените правило 0⋅a=0=0
(1−u2)2−4u3=0
(1−u2)2−4u3=0
(1−u2)2−4u3=0
Решить (1−u2)2−4u3=0:u≈0.51361…,u≈4.43910…
(1−u2)2−4u3=0
Расширьте (1−u2)2−4u3:1−2u2+u4−4u3
(1−u2)2−4u3
(1−u2)2:1−2u2+u4
Примените формулу полного квадрата: (a−b)2=a2−2ab+b2a=1,b=u2
=12−2⋅1⋅u2+(u2)2
Упростить 12−2⋅1⋅u2+(u2)2:1−2u2+u4
12−2⋅1⋅u2+(u2)2
Примените правило 1a=112=1=1−2⋅1⋅u2+(u2)2
2⋅1⋅u2=2u2
2⋅1⋅u2
Перемножьте числа: 2⋅1=2=2u2
(u2)2=u4
(u2)2
Примените правило возведения в степень: (ab)c=abc=u2⋅2
Перемножьте числа: 2⋅2=4=u4
=1−2u2+u4
=1−2u2+u4
=1−2u2+u4−4u3
1−2u2+u4−4u3=0
Запишите в стандартной форме an​xn+…+a1​x+a0​=0u4−4u3−2u2+1=0
Найдите одно решение для u4−4u3−2u2+1=0 с использованием метода Ньютона-Рафсона:u≈0.51361…
u4−4u3−2u2+1=0
Определение приближения Ньютона-Рафсона
f(u)=u4−4u3−2u2+1
Найдите f′(u):4u3−12u2−4u
dud​(u4−4u3−2u2+1)
Производная суммы: (f±g)′=f′±g′=dud​(u4)−dud​(4u3)−dud​(2u2)+dud​(1)
dud​(u4)=4u3
dud​(u4)
Производная степенной функции: dxd​(xa)=a⋅xa−1=4u4−1
После упрощения получаем=4u3
dud​(4u3)=12u2
dud​(4u3)
Производная переменной и множителя: (a⋅f)′=a⋅f′=4dud​(u3)
Производная степенной функции: dxd​(xa)=a⋅xa−1=4⋅3u3−1
После упрощения получаем=12u2
dud​(2u2)=4u
dud​(2u2)
Производная переменной и множителя: (a⋅f)′=a⋅f′=2dud​(u2)
Производная степенной функции: dxd​(xa)=a⋅xa−1=2⋅2u2−1
После упрощения получаем=4u
dud​(1)=0
dud​(1)
Производная постоянной: dxd​(a)=0=0
=4u3−12u2−4u+0
После упрощения получаем=4u3−12u2−4u
Пусть u0​=1Вычислите un+1​ до момента Δun+1​<0.000001
u1​=0.66666…:Δu1​=0.33333…
f(u0​)=14−4⋅13−2⋅12+1=−4f′(u0​)=4⋅13−12⋅12−4⋅1=−12u1​=0.66666…
Δu1​=∣0.66666…−1∣=0.33333…Δu1​=0.33333…
u2​=0.53804…:Δu2​=0.12862…
f(u1​)=0.66666…4−4⋅0.66666…3−2⋅0.66666…2+1=−0.87654…f′(u1​)=4⋅0.66666…3−12⋅0.66666…2−4⋅0.66666…=−6.81481…u2​=0.53804…
Δu2​=∣0.53804…−0.66666…∣=0.12862…Δu2​=0.12862…
u3​=0.51441…:Δu3​=0.02362…
f(u2​)=0.53804…4−4⋅0.53804…3−2⋅0.53804…2+1=−0.11821…f′(u2​)=4⋅0.53804…3−12⋅0.53804…2−4⋅0.53804…=−5.00302…u3​=0.51441…
Δu3​=∣0.51441…−0.53804…∣=0.02362…Δu3​=0.02362…
u4​=0.51362…:Δu4​=0.00079…
f(u3​)=0.51441…4−4⋅0.51441…3−2⋅0.51441…2+1=−0.00372…f′(u3​)=4⋅0.51441…3−12⋅0.51441…2−4⋅0.51441…=−4.68863…u4​=0.51362…
Δu4​=∣0.51362…−0.51441…∣=0.00079…Δu4​=0.00079…
u5​=0.51361…:Δu5​=8.89103E−7
f(u4​)=0.51362…4−4⋅0.51362…3−2⋅0.51362…2+1=−4.15938E−6f′(u4​)=4⋅0.51362…3−12⋅0.51362…2−4⋅0.51362…=−4.67817…u5​=0.51361…
Δu5​=∣0.51361…−0.51362…∣=8.89103E−7Δu5​=8.89103E−7
u≈0.51361…
Примените деление столбиком:u−0.51361…u4−4u3−2u2+1​=u3−3.48638…u2−3.79067…u−1.94696…
u3−3.48638…u2−3.79067…u−1.94696…≈0
Найдите одно решение для u3−3.48638…u2−3.79067…u−1.94696…=0 с использованием метода Ньютона-Рафсона:u≈4.43910…
u3−3.48638…u2−3.79067…u−1.94696…=0
Определение приближения Ньютона-Рафсона
f(u)=u3−3.48638…u2−3.79067…u−1.94696…
Найдите f′(u):3u2−6.97276…u−3.79067…
dud​(u3−3.48638…u2−3.79067…u−1.94696…)
Производная суммы: (f±g)′=f′±g′=dud​(u3)−dud​(3.48638…u2)−dud​(3.79067…u)−dud​(1.94696…)
dud​(u3)=3u2
dud​(u3)
Производная степенной функции: dxd​(xa)=a⋅xa−1=3u3−1
После упрощения получаем=3u2
dud​(3.48638…u2)=6.97276…u
dud​(3.48638…u2)
Производная переменной и множителя: (a⋅f)′=a⋅f′=3.48638…dud​(u2)
Производная степенной функции: dxd​(xa)=a⋅xa−1=3.48638…⋅2u2−1
После упрощения получаем=6.97276…u
dud​(3.79067…u)=3.79067…
dud​(3.79067…u)
Производная переменной и множителя: (a⋅f)′=a⋅f′=3.79067…dudu​
Воспользуемся таблицей производных элементарных функций : dudu​=1=3.79067…⋅1
После упрощения получаем=3.79067…
dud​(1.94696…)=0
dud​(1.94696…)
Производная постоянной: dxd​(a)=0=0
=3u2−6.97276…u−3.79067…−0
После упрощения получаем=3u2−6.97276…u−3.79067…
Пусть u0​=4Вычислите un+1​ до момента Δun+1​<0.000001
u1​=4.54489…:Δu1​=0.54489…
f(u0​)=43−3.48638…⋅42−3.79067…⋅4−1.94696…=−8.89174…f′(u0​)=3⋅42−6.97276…⋅4−3.79067…=16.31828…u1​=4.54489…
Δu1​=∣4.54489…−4∣=0.54489…Δu1​=0.54489…
u2​=4.44335…:Δu2​=0.10154…
f(u1​)=4.54489…3−3.48638…⋅4.54489…2−3.79067…⋅4.54489…−1.94696…=2.68956…f′(u1​)=3⋅4.54489…2−6.97276…⋅4.54489…−3.79067…=26.48706…u2​=4.44335…
Δu2​=∣4.44335…−4.54489…∣=0.10154…Δu2​=0.10154…
u3​=4.43911…:Δu3​=0.00423…
f(u2​)=4.44335…3−3.48638…⋅4.44335…2−3.79067…⋅4.44335…−1.94696…=0.10359…f′(u2​)=3⋅4.44335…2−6.97276…⋅4.44335…−3.79067…=24.45702…u3​=4.43911…
Δu3​=∣4.43911…−4.44335…∣=0.00423…Δu3​=0.00423…
u4​=4.43910…:Δu4​=7.24246E−6
f(u3​)=4.43911…3−3.48638…⋅4.43911…2−3.79067…⋅4.43911…−1.94696…=0.00017…f′(u3​)=3⋅4.43911…2−6.97276…⋅4.43911…−3.79067…=24.37369…u4​=4.43910…
Δu4​=∣4.43910…−4.43911…∣=7.24246E−6Δu4​=7.24246E−6
u5​=4.43910…:Δu5​=2.11568E−11
f(u4​)=4.43910…3−3.48638…⋅4.43910…2−3.79067…⋅4.43910…−1.94696…=5.15667E−10f′(u4​)=3⋅4.43910…2−6.97276…⋅4.43910…−3.79067…=24.37355…u5​=4.43910…
Δu5​=∣4.43910…−4.43910…∣=2.11568E−11Δu5​=2.11568E−11
u≈4.43910…
Примените деление столбиком:u−4.43910…u3−3.48638…u2−3.79067…u−1.94696…​=u2+0.95272…u+0.43859…
u2+0.95272…u+0.43859…≈0
Найдите одно решение для u2+0.95272…u+0.43859…=0 с использованием метода Ньютона-Рафсона:Решения для u∈Rнет
u2+0.95272…u+0.43859…=0
Определение приближения Ньютона-Рафсона
f(u)=u2+0.95272…u+0.43859…
Найдите f′(u):2u+0.95272…
dud​(u2+0.95272…u+0.43859…)
Производная суммы: (f±g)′=f′±g′=dud​(u2)+dud​(0.95272…u)+dud​(0.43859…)
dud​(u2)=2u
dud​(u2)
Производная степенной функции: dxd​(xa)=a⋅xa−1=2u2−1
После упрощения получаем=2u
dud​(0.95272…u)=0.95272…
dud​(0.95272…u)
Производная переменной и множителя: (a⋅f)′=a⋅f′=0.95272…dudu​
Воспользуемся таблицей производных элементарных функций : dudu​=1=0.95272…⋅1
После упрощения получаем=0.95272…
dud​(0.43859…)=0
dud​(0.43859…)
Производная постоянной: dxd​(a)=0=0
=2u+0.95272…+0
После упрощения получаем=2u+0.95272…
Пусть u0​=0Вычислите un+1​ до момента Δun+1​<0.000001
u1​=−0.46035…:Δu1​=0.46035…
f(u0​)=02+0.95272…⋅0+0.43859…=0.43859…f′(u0​)=2⋅0+0.95272…=0.95272…u1​=−0.46035…
Δu1​=∣−0.46035…−0∣=0.46035…Δu1​=0.46035…
u2​=−7.07923…:Δu2​=6.61887…
f(u1​)=(−0.46035…)2+0.95272…(−0.46035…)+0.43859…=0.21192…f′(u1​)=2(−0.46035…)+0.95272…=0.03201…u2​=−7.07923…
Δu2​=∣−7.07923…−(−0.46035…)∣=6.61887…Δu2​=6.61887…
u3​=−3.76176…:Δu3​=3.31746…
f(u2​)=(−7.07923…)2+0.95272…(−7.07923…)+0.43859…=43.80952…f′(u2​)=2(−7.07923…)+0.95272…=−13.20573…u3​=−3.76176…
Δu3​=∣−3.76176…−(−7.07923…)∣=3.31746…Δu3​=3.31746…
u4​=−2.08685…:Δu4​=1.67491…
f(u3​)=(−3.76176…)2+0.95272…(−3.76176…)+0.43859…=11.00555…f′(u3​)=2(−3.76176…)+0.95272…=−6.57081…u4​=−2.08685…
Δu4​=∣−2.08685…−(−3.76176…)∣=1.67491…Δu4​=1.67491…
u5​=−1.21589…:Δu5​=0.87096…
f(u4​)=(−2.08685…)2+0.95272…(−2.08685…)+0.43859…=2.80534…f′(u4​)=2(−2.08685…)+0.95272…=−3.22097…u5​=−1.21589…
Δu5​=∣−1.21589…−(−2.08685…)∣=0.87096…Δu5​=0.87096…
u6​=−0.70301…:Δu6​=0.51287…
f(u5​)=(−1.21589…)2+0.95272…(−1.21589…)+0.43859…=0.75857…f′(u5​)=2(−1.21589…)+0.95272…=−1.47905…u6​=−0.70301…
Δu6​=∣−0.70301…−(−1.21589…)∣=0.51287…Δu6​=0.51287…
u7​=−0.12274…:Δu7​=0.58027…
f(u6​)=(−0.70301…)2+0.95272…(−0.70301…)+0.43859…=0.26304…f′(u6​)=2(−0.70301…)+0.95272…=−0.45330…u7​=−0.12274…
Δu7​=∣−0.12274…−(−0.70301…)∣=0.58027…Δu7​=0.58027…
u8​=−0.59883…:Δu8​=0.47609…
f(u7​)=(−0.12274…)2+0.95272…(−0.12274…)+0.43859…=0.33672…f′(u7​)=2(−0.12274…)+0.95272…=0.70724…u8​=−0.59883…
Δu8​=∣−0.59883…−(−0.12274…)∣=0.47609…Δu8​=0.47609…
u9​=0.32653…:Δu9​=0.92537…
f(u8​)=(−0.59883…)2+0.95272…(−0.59883…)+0.43859…=0.22667…f′(u8​)=2(−0.59883…)+0.95272…=−0.24495…u9​=0.32653…
Δu9​=∣0.32653…−(−0.59883…)∣=0.92537…Δu9​=0.92537…
u10​=−0.20673…:Δu10​=0.53326…
f(u9​)=0.32653…2+0.95272…⋅0.32653…+0.43859…=0.85631…f′(u9​)=2⋅0.32653…+0.95272…=1.60579…u10​=−0.20673…
Δu10​=∣−0.20673…−0.32653…∣=0.53326…Δu10​=0.53326…
u11​=−0.73406…:Δu11​=0.52733…
f(u10​)=(−0.20673…)2+0.95272…(−0.20673…)+0.43859…=0.28437…f′(u10​)=2(−0.20673…)+0.95272…=0.53926…u11​=−0.73406…
Δu11​=∣−0.73406…−(−0.20673…)∣=0.52733…Δu11​=0.52733…
u12​=−0.19452…:Δu12​=0.53954…
f(u11​)=(−0.73406…)2+0.95272…(−0.73406…)+0.43859…=0.27807…f′(u11​)=2(−0.73406…)+0.95272…=−0.51539…u12​=−0.19452…
Δu12​=∣−0.19452…−(−0.73406…)∣=0.53954…Δu12​=0.53954…
Невозможно найти решение
Решениями являютсяu≈0.51361…,u≈4.43910…
u≈0.51361…,u≈4.43910…
Проверьте решения
Найти неопределенные (сингулярные) точки:u=0
Возьмите знаменатель(и) 4u2(1−u2)2​−u и сравните с нулем
Решить 4u2=0:u=0
4u2=0
Разделите обе стороны на 4
4u2=0
Разделите обе стороны на 4
4u2=0
Разделите обе стороны на 444u2​=40​
После упрощения получаемu2=0
u2=0
Примените правило xn=0⇒x=0
u=0
Следующие точки не определеныu=0
Объедините неопределенные точки с решениями:
u≈0.51361…,u≈4.43910…
Делаем обратную замену u=tan(u)tan(u)≈0.51361…,tan(u)≈4.43910…
tan(u)≈0.51361…,tan(u)≈4.43910…
tan(u)=0.51361…:u=arctan(0.51361…)+πn
tan(u)=0.51361…
Примените обратные тригонометрические свойства
tan(u)=0.51361…
Общие решения для tan(u)=0.51361…tan(x)=a⇒x=arctan(a)+πnu=arctan(0.51361…)+πn
u=arctan(0.51361…)+πn
tan(u)=4.43910…:u=arctan(4.43910…)+πn
tan(u)=4.43910…
Примените обратные тригонометрические свойства
tan(u)=4.43910…
Общие решения для tan(u)=4.43910…tan(x)=a⇒x=arctan(a)+πnu=arctan(4.43910…)+πn
u=arctan(4.43910…)+πn
Объедините все решенияu=arctan(0.51361…)+πn,u=arctan(4.43910…)+πn
Делаем обратную замену u=2x​
2x​=arctan(0.51361…)+πn:x=2arctan(0.51361…)+2πn
2x​=arctan(0.51361…)+πn
Умножьте обе части на 2
2x​=arctan(0.51361…)+πn
Умножьте обе части на 222x​=2arctan(0.51361…)+2πn
После упрощения получаемx=2arctan(0.51361…)+2πn
x=2arctan(0.51361…)+2πn
2x​=arctan(4.43910…)+πn:x=2arctan(4.43910…)+2πn
2x​=arctan(4.43910…)+πn
Умножьте обе части на 2
2x​=arctan(4.43910…)+πn
Умножьте обе части на 222x​=2arctan(4.43910…)+2πn
После упрощения получаемx=2arctan(4.43910…)+2πn
x=2arctan(4.43910…)+2πn
x=2arctan(0.51361…)+2πn,x=2arctan(4.43910…)+2πn
Покажите решения в десятичной формеx=2⋅0.47448…+2πn,x=2⋅1.34922…+2πn

График

Sorry, your browser does not support this application
Просмотр интерактивного графика

Популярные примеры

cos(x)= 15/21cos(x)=2115​cos(t)= 3/5cos(t)=53​3+4cos(2x)+2cos(4x)=03+4cos(2x)+2cos(4x)=0cos(θ)=-4/5 ,sin(2θ),180<θ<270cos(θ)=−54​,sin(2θ),180∘<θ<270∘2-2sin^2(3x)=12−2sin2(3x)=1
Инструменты для обученияИИ Решатель ЗадачAI ChatРабочие листыУпражнятьсяШпаргалкиКалькуляторыГрафический калькуляторКалькулятор по ГеометрииПроверить решение
ПриложенияПриложение Symbolab (Android)Графический калькулятор (Android)Упражняться (Android)Приложение Symbolab (iOS)Графический калькулятор (iOS)Упражняться (iOS)Расширение для Chrome
КомпанияО SymbolabБлогПомощь
ЮридическийКонфиденциальностьService TermsПолитика использованияНастройки файлов cookieНе продавать и не передавать мои личные данныеАвторское право, Правила сообщества, Структуры данных и алгоритмы (DSA) & другие Юридические ресурсыЮридический центр Learneo
Соцсети
Symbolab, a Learneo, Inc. business
© Learneo, Inc. 2024