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sin(x)-sqrt(3)cos(x)=1,0<= x<= 2pi

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解答

sin(x)−3​cos(x)=1,0≤x≤2π

解答

x=67π​,x=2π​
+1
度数
x=210∘,x=90∘
求解步骤
sin(x)−3​cos(x)=1,0≤x≤2π
两边加上 3​cos(x)sin(x)=1+3​cos(x)
两边进行平方sin2(x)=(1+3​cos(x))2
两边减去 (1+3​cos(x))2sin2(x)−1−23​cos(x)−3cos2(x)=0
使用三角恒等式改写
−1+sin2(x)−3cos2(x)−2cos(x)3​
使用毕达哥拉斯恒等式: 1=cos2(x)+sin2(x)1−sin2(x)=cos2(x)=−3cos2(x)−23​cos(x)−cos2(x)
化简=−4cos2(x)−23​cos(x)
−4cos2(x)−2cos(x)3​=0
用替代法求解
−4cos2(x)−2cos(x)3​=0
令:cos(x)=u−4u2−2u3​=0
−4u2−2u3​=0:u=−23​​,u=0
−4u2−2u3​=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=0−4u2−23​u=0
使用求根公式求解
−4u2−23​u=0
二次方程求根公式:
若 a=−4,b=−23​,c=0u1,2​=2(−4)−(−23​)±(−23​)2−4(−4)⋅0​​
u1,2​=2(−4)−(−23​)±(−23​)2−4(−4)⋅0​​
(−23​)2−4(−4)⋅0​=23​
(−23​)2−4(−4)⋅0​
使用法则 −(−a)=a=(−23​)2+4⋅4⋅0​
(−23​)2=22⋅3
(−23​)2
使用指数法则: (−a)n=an,若 n 是偶数(−23​)2=(23​)2=(23​)2
使用指数法则: (a⋅b)n=anbn=22(3​)2
(3​)2:3
使用根式运算法则: a​=a21​=(321​)2
使用指数法则: (ab)c=abc=321​⋅2
21​⋅2=1
21​⋅2
分式相乘: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
约分:2=1
=3
=22⋅3
4⋅4⋅0=0
4⋅4⋅0
使用法则 0⋅a=0=0
=22⋅3+0​
22⋅3+0=22⋅3=22⋅3​
使用根式运算法则: nab​=na​nb​, 假定 a≥0,b≥0=3​22​
使用根式运算法则: nan​=a, 假定 a≥022​=2=23​
u1,2​=2(−4)−(−23​)±23​​
将解分隔开u1​=2(−4)−(−23​)+23​​,u2​=2(−4)−(−23​)−23​​
u=2(−4)−(−23​)+23​​:−23​​
2(−4)−(−23​)+23​​
去除括号: (−a)=−a,−(−a)=a=−2⋅423​+23​​
同类项相加:23​+23​=43​=−2⋅443​​
数字相乘:2⋅4=8=−843​​
使用分式法则: −ba​=−ba​=−843​​
约分:4=−23​​
u=2(−4)−(−23​)−23​​:0
2(−4)−(−23​)−23​​
去除括号: (−a)=−a,−(−a)=a=−2⋅423​−23​​
同类项相加:23​−23​=0=−2⋅40​
数字相乘:2⋅4=8=−80​
使用分式法则: −ba​=−ba​=−80​
使用法则 a0​=0,a=0=−0
=0
二次方程组的解是:u=−23​​,u=0
u=cos(x)代回cos(x)=−23​​,cos(x)=0
cos(x)=−23​​,cos(x)=0
cos(x)=−23​​,0≤x≤2π:x=65π​,x=67π​
cos(x)=−23​​,0≤x≤2π
cos(x)=−23​​的通解
cos(x) 周期表(周期为 2πn):
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​cos(x)123​​22​​21​0−21​−22​​−23​​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​cos(x)−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​​​
x=65π​+2πn,x=67π​+2πn
x=65π​+2πn,x=67π​+2πn
在 0≤x≤2π范围内的解x=65π​,x=67π​
cos(x)=0,0≤x≤2π:x=2π​,x=23π​
cos(x)=0,0≤x≤2π
cos(x)=0的通解
cos(x) 周期表(周期为 2πn):
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​cos(x)123​​22​​21​0−21​−22​​−23​​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​cos(x)−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​​​
x=2π​+2πn,x=23π​+2πn
x=2π​+2πn,x=23π​+2πn
在 0≤x≤2π范围内的解x=2π​,x=23π​
合并所有解x=65π​,x=67π​,x=2π​,x=23π​
将解代入原方程进行验证
将它们代入 sin(x)−3​cos(x)=1检验解是否符合
去除与方程不符的解。
检验 65π​的解:假
65π​
代入 n=165π​
对于 sin(x)−3​cos(x)=1代入x=65π​sin(65π​)−3​cos(65π​)=1
整理后得2=1
⇒假
检验 67π​的解:真
67π​
代入 n=167π​
对于 sin(x)−3​cos(x)=1代入x=67π​sin(67π​)−3​cos(67π​)=1
整理后得1=1
⇒真
检验 2π​的解:真
2π​
代入 n=12π​
对于 sin(x)−3​cos(x)=1代入x=2π​sin(2π​)−3​cos(2π​)=1
整理后得1=1
⇒真
检验 23π​的解:假
23π​
代入 n=123π​
对于 sin(x)−3​cos(x)=1代入x=23π​sin(23π​)−3​cos(23π​)=1
整理后得−1=1
⇒假
x=67π​,x=2π​

作图

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流行的例子

arccos(θ)= 5/7arccos(θ)=75​cos(θ)=(-139)/(160)cos(θ)=160−139​sin(4x)=(sqrt(2))/2sin(4x)=22​​3cos(x)=63cos(x)=6200.4=200+sin(x/(240))200.4=200+sin(240x​)
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