解答
6=50sin(x)−15cos(x),0<x<2π
解答
x=0.40665…
+1
度数
x=23.29935…∘求解步骤
6=50sin(x)−15cos(x),0<x<2π
两边加上 15cos(x)50sin(x)=6+15cos(x)
两边进行平方(50sin(x))2=(6+15cos(x))2
两边减去 (6+15cos(x))22500sin2(x)−36−180cos(x)−225cos2(x)=0
使用三角恒等式改写
−36−180cos(x)−225cos2(x)+2500sin2(x)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=−36−180cos(x)−225cos2(x)+2500(1−cos2(x))
化简 −36−180cos(x)−225cos2(x)+2500(1−cos2(x)):−2725cos2(x)−180cos(x)+2464
−36−180cos(x)−225cos2(x)+2500(1−cos2(x))
乘开 2500(1−cos2(x)):2500−2500cos2(x)
2500(1−cos2(x))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=2500,b=1,c=cos2(x)=2500⋅1−2500cos2(x)
数字相乘:2500⋅1=2500=2500−2500cos2(x)
=−36−180cos(x)−225cos2(x)+2500−2500cos2(x)
化简 −36−180cos(x)−225cos2(x)+2500−2500cos2(x):−2725cos2(x)−180cos(x)+2464
−36−180cos(x)−225cos2(x)+2500−2500cos2(x)
对同类项分组=−180cos(x)−225cos2(x)−2500cos2(x)−36+2500
同类项相加:−225cos2(x)−2500cos2(x)=−2725cos2(x)=−180cos(x)−2725cos2(x)−36+2500
数字相加/相减:−36+2500=2464=−2725cos2(x)−180cos(x)+2464
=−2725cos2(x)−180cos(x)+2464
=−2725cos2(x)−180cos(x)+2464
2464−180cos(x)−2725cos2(x)=0
用替代法求解
2464−180cos(x)−2725cos2(x)=0
令:cos(x)=u2464−180u−2725u2=0
2464−180u−2725u2=0:u=−5452(9+52689),u=5452(52689−9)
2464−180u−2725u2=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=0−2725u2−180u+2464=0
使用求根公式求解
−2725u2−180u+2464=0
二次方程求根公式:
若 a=−2725,b=−180,c=2464u1,2=2(−2725)−(−180)±(−180)2−4(−2725)⋅2464
u1,2=2(−2725)−(−180)±(−180)2−4(−2725)⋅2464
(−180)2−4(−2725)⋅2464=1002689
(−180)2−4(−2725)⋅2464
使用法则 −(−a)=a=(−180)2+4⋅2725⋅2464
使用指数法则: (−a)n=an,若 n 是偶数(−180)2=1802=1802+4⋅2725⋅2464
数字相乘:4⋅2725⋅2464=26857600=1802+26857600
1802=32400=32400+26857600
数字相加:32400+26857600=26890000=26890000
26890000质因数分解:24⋅54⋅2689
26890000
=24⋅54⋅2689
使用根式运算法则: nab=nanb=26892454
使用根式运算法则: nam=anm24=224=22=22268954
使用根式运算法则: nam=anm54=524=52=22⋅522689
整理后得=1002689
u1,2=2(−2725)−(−180)±1002689
将解分隔开u1=2(−2725)−(−180)+1002689,u2=2(−2725)−(−180)−1002689
u=2(−2725)−(−180)+1002689:−5452(9+52689)
2(−2725)−(−180)+1002689
去除括号: (−a)=−a,−(−a)=a=−2⋅2725180+1002689
数字相乘:2⋅2725=5450=−5450180+1002689
使用分式法则: −ba=−ba=−5450180+1002689
消掉 5450180+1002689:5452(9+52689)
5450180+1002689
分解 180+1002689:20(9+52689)
180+1002689
改写为=20⋅9+20⋅52689
因式分解出通项 20=20(9+52689)
=545020(9+52689)
约分:10=5452(9+52689)
=−5452(9+52689)
u=2(−2725)−(−180)−1002689:5452(52689−9)
2(−2725)−(−180)−1002689
去除括号: (−a)=−a,−(−a)=a=−2⋅2725180−1002689
数字相乘:2⋅2725=5450=−5450180−1002689
使用分式法则: −b−a=ba180−1002689=−(1002689−180)=54501002689−180
分解 1002689−180:20(52689−9)
1002689−180
改写为=20⋅52689−20⋅9
因式分解出通项 20=20(52689−9)
=545020(52689−9)
约分:10=5452(52689−9)
二次方程组的解是:u=−5452(9+52689),u=5452(52689−9)
u=cos(x)代回cos(x)=−5452(9+52689),cos(x)=5452(52689−9)
cos(x)=−5452(9+52689),cos(x)=5452(52689−9)
cos(x)=−5452(9+52689),0<x<2π:无解
cos(x)=−5452(9+52689),0<x<2π
使用反三角函数性质
cos(x)=−5452(9+52689)
cos(x)=−5452(9+52689)的通解cos(x)=−a⇒x=arccos(−a)+2πn,x=−arccos(−a)+2πnx=arccos(−5452(9+52689))+2πn,x=−arccos(−5452(9+52689))+2πn
x=arccos(−5452(9+52689))+2πn,x=−arccos(−5452(9+52689))+2πn
在 0<x<2π范围内的解无解
cos(x)=5452(52689−9),0<x<2π:x=arccos(5452(52689−9))
cos(x)=5452(52689−9),0<x<2π
使用反三角函数性质
cos(x)=5452(52689−9)
cos(x)=5452(52689−9)的通解cos(x)=a⇒x=arccos(a)+2πn,x=2π−arccos(a)+2πnx=arccos(5452(52689−9))+2πn,x=2π−arccos(5452(52689−9))+2πn
x=arccos(5452(52689−9))+2πn,x=2π−arccos(5452(52689−9))+2πn
在 0<x<2π范围内的解x=arccos(5452(52689−9))
合并所有解x=arccos(5452(52689−9))
将解代入原方程进行验证
将它们代入 50sin(x)−15cos(x)=6检验解是否符合
去除与方程不符的解。
检验 arccos(5452(52689−9))的解:真
arccos(5452(52689−9))
代入 n=1arccos(5452(52689−9))
对于 50sin(x)−15cos(x)=6代入x=arccos(5452(52689−9))50sin(arccos(5452(52689−9)))−15cos(arccos(5452(52689−9)))=6
整理后得6=6
⇒真
x=arccos(5452(52689−9))
以小数形式表示解x=0.40665…