解答
15sin(x)+6cos(x)−3=0
解答
x=π−0.56728…+2πn,x=−0.19372…+2πn
+1
度数
x=147.49691…∘+360∘n,x=−11.09973…∘+360∘n求解步骤
15sin(x)+6cos(x)−3=0
两边减去 6cos(x)15sin(x)−3=−6cos(x)
两边进行平方(15sin(x)−3)2=(−6cos(x))2
两边减去 (−6cos(x))2(15sin(x)−3)2−36cos2(x)=0
使用三角恒等式改写
(−3+15sin(x))2−36cos2(x)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=(−3+15sin(x))2−36(1−sin2(x))
化简 (−3+15sin(x))2−36(1−sin2(x)):261sin2(x)−90sin(x)−27
(−3+15sin(x))2−36(1−sin2(x))
(−3+15sin(x))2:9−90sin(x)+225sin2(x)
使用完全平方公式: (a+b)2=a2+2ab+b2a=−3,b=15sin(x)
=(−3)2+2(−3)⋅15sin(x)+(15sin(x))2
化简 (−3)2+2(−3)⋅15sin(x)+(15sin(x))2:9−90sin(x)+225sin2(x)
(−3)2+2(−3)⋅15sin(x)+(15sin(x))2
去除括号: (−a)=−a=(−3)2−2⋅3⋅15sin(x)+(15sin(x))2
(−3)2=9
(−3)2
使用指数法则: (−a)n=an,若 n 是偶数(−3)2=32=32
32=9=9
2⋅3⋅15sin(x)=90sin(x)
2⋅3⋅15sin(x)
数字相乘:2⋅3⋅15=90=90sin(x)
(15sin(x))2=225sin2(x)
(15sin(x))2
使用指数法则: (a⋅b)n=anbn=152sin2(x)
152=225=225sin2(x)
=9−90sin(x)+225sin2(x)
=9−90sin(x)+225sin2(x)
=9−90sin(x)+225sin2(x)−36(1−sin2(x))
乘开 −36(1−sin2(x)):−36+36sin2(x)
−36(1−sin2(x))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=−36,b=1,c=sin2(x)=−36⋅1−(−36)sin2(x)
使用加减运算法则−(−a)=a=−36⋅1+36sin2(x)
数字相乘:36⋅1=36=−36+36sin2(x)
=9−90sin(x)+225sin2(x)−36+36sin2(x)
化简 9−90sin(x)+225sin2(x)−36+36sin2(x):261sin2(x)−90sin(x)−27
9−90sin(x)+225sin2(x)−36+36sin2(x)
对同类项分组=−90sin(x)+225sin2(x)+36sin2(x)+9−36
同类项相加:225sin2(x)+36sin2(x)=261sin2(x)=−90sin(x)+261sin2(x)+9−36
数字相加/相减:9−36=−27=261sin2(x)−90sin(x)−27
=261sin2(x)−90sin(x)−27
=261sin2(x)−90sin(x)−27
−27+261sin2(x)−90sin(x)=0
用替代法求解
−27+261sin2(x)−90sin(x)=0
令:sin(x)=u−27+261u2−90u=0
−27+261u2−90u=0:u=295+47,u=295−47
−27+261u2−90u=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=0261u2−90u−27=0
使用求根公式求解
261u2−90u−27=0
二次方程求根公式:
若 a=261,b=−90,c=−27u1,2=2⋅261−(−90)±(−90)2−4⋅261(−27)
u1,2=2⋅261−(−90)±(−90)2−4⋅261(−27)
(−90)2−4⋅261(−27)=727
(−90)2−4⋅261(−27)
使用法则 −(−a)=a=(−90)2+4⋅261⋅27
使用指数法则: (−a)n=an,若 n 是偶数(−90)2=902=902+4⋅261⋅27
数字相乘:4⋅261⋅27=28188=902+28188
902=8100=8100+28188
数字相加:8100+28188=36288=36288
36288质因数分解:26⋅34⋅7
36288
36288除以 236288=18144⋅2=2⋅18144
18144除以 218144=9072⋅2=2⋅2⋅9072
9072除以 29072=4536⋅2=2⋅2⋅2⋅4536
4536除以 24536=2268⋅2=2⋅2⋅2⋅2⋅2268
2268除以 22268=1134⋅2=2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅1134
1134除以 21134=567⋅2=2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅567
567除以 3567=189⋅3=2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅3⋅189
189除以 3189=63⋅3=2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅3⋅3⋅63
63除以 363=21⋅3=2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅3⋅3⋅3⋅21
21除以 321=7⋅3=2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅3⋅3⋅3⋅3⋅7
2,3,7 都是质数,因此无法进一步因数分解=2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅3⋅3⋅3⋅3⋅7
=26⋅34⋅7
=26⋅34⋅7
使用根式运算法则: nab=nanb=72634
使用根式运算法则: nam=anm26=226=23=23734
使用根式运算法则: nam=anm34=324=32=23⋅327
整理后得=727
u1,2=2⋅261−(−90)±727
将解分隔开u1=2⋅261−(−90)+727,u2=2⋅261−(−90)−727
u=2⋅261−(−90)+727:295+47
2⋅261−(−90)+727
使用法则 −(−a)=a=2⋅26190+727
数字相乘:2⋅261=522=52290+727
分解 90+727:18(5+47)
90+727
改写为=18⋅5+18⋅47
因式分解出通项 18=18(5+47)
=52218(5+47)
约分:18=295+47
u=2⋅261−(−90)−727:295−47
2⋅261−(−90)−727
使用法则 −(−a)=a=2⋅26190−727
数字相乘:2⋅261=522=52290−727
分解 90−727:18(5−47)
90−727
改写为=18⋅5−18⋅47
因式分解出通项 18=18(5−47)
=52218(5−47)
约分:18=295−47
二次方程组的解是:u=295+47,u=295−47
u=sin(x)代回sin(x)=295+47,sin(x)=295−47
sin(x)=295+47,sin(x)=295−47
sin(x)=295+47:x=arcsin(295+47)+2πn,x=π−arcsin(295+47)+2πn
sin(x)=295+47
使用反三角函数性质
sin(x)=295+47
sin(x)=295+47的通解sin(x)=a⇒x=arcsin(a)+2πn,x=π−arcsin(a)+2πnx=arcsin(295+47)+2πn,x=π−arcsin(295+47)+2πn
x=arcsin(295+47)+2πn,x=π−arcsin(295+47)+2πn
sin(x)=295−47:x=arcsin(295−47)+2πn,x=π+arcsin(−295−47)+2πn
sin(x)=295−47
使用反三角函数性质
sin(x)=295−47
sin(x)=295−47的通解sin(x)=−a⇒x=arcsin(−a)+2πn,x=π+arcsin(a)+2πnx=arcsin(295−47)+2πn,x=π+arcsin(−295−47)+2πn
x=arcsin(295−47)+2πn,x=π+arcsin(−295−47)+2πn
合并所有解x=arcsin(295+47)+2πn,x=π−arcsin(295+47)+2πn,x=arcsin(295−47)+2πn,x=π+arcsin(−295−47)+2πn
将解代入原方程进行验证
将它们代入 15sin(x)+6cos(x)−3=0检验解是否符合
去除与方程不符的解。
检验 arcsin(295+47)+2πn的解:假
arcsin(295+47)+2πn
代入 n=1arcsin(295+47)+2π1
对于 15sin(x)+6cos(x)−3=0代入x=arcsin(295+47)+2π115sin(arcsin(295+47)+2π1)+6cos(arcsin(295+47)+2π1)−3=0
整理后得10.12035…=0
⇒假
检验 π−arcsin(295+47)+2πn的解:真
π−arcsin(295+47)+2πn
代入 n=1π−arcsin(295+47)+2π1
对于 15sin(x)+6cos(x)−3=0代入x=π−arcsin(295+47)+2π115sin(π−arcsin(295+47)+2π1)+6cos(π−arcsin(295+47)+2π1)−3=0
整理后得0=0
⇒真
检验 arcsin(295−47)+2πn的解:真
arcsin(295−47)+2πn
代入 n=1arcsin(295−47)+2π1
对于 15sin(x)+6cos(x)−3=0代入x=arcsin(295−47)+2π115sin(arcsin(295−47)+2π1)+6cos(arcsin(295−47)+2π1)−3=0
整理后得0=0
⇒真
检验 π+arcsin(−295−47)+2πn的解:假
π+arcsin(−295−47)+2πn
代入 n=1π+arcsin(−295−47)+2π1
对于 15sin(x)+6cos(x)−3=0代入x=π+arcsin(−295−47)+2π115sin(π+arcsin(−295−47)+2π1)+6cos(π+arcsin(−295−47)+2π1)−3=0
整理后得−11.77552…=0
⇒假
x=π−arcsin(295+47)+2πn,x=arcsin(295−47)+2πn
以小数形式表示解x=π−0.56728…+2πn,x=−0.19372…+2πn