解答
2cos(3x)=1+cos(x)
解答
x=2πn,x=1.71777…+2πn,x=−1.71777…+2πn,x=2.59356…+2πn,x=−2.59356…+2πn
+1
度数
x=0∘+360∘n,x=98.42105…∘+360∘n,x=−98.42105…∘+360∘n,x=148.60028…∘+360∘n,x=−148.60028…∘+360∘n求解步骤
2cos(3x)=1+cos(x)
两边减去 1+cos(x)2cos(3x)−1−cos(x)=0
使用三角恒等式改写
−1−cos(x)+2cos(3x)
cos(3x)=4cos3(x)−3cos(x)
cos(3x)
使用三角恒等式改写
cos(3x)
改写为=cos(2x+x)
使用角和恒等式: cos(s+t)=cos(s)cos(t)−sin(s)sin(t)=cos(2x)cos(x)−sin(2x)sin(x)
使用倍角公式: sin(2x)=2sin(x)cos(x)=cos(2x)cos(x)−2sin(x)cos(x)sin(x)
化简 cos(2x)cos(x)−2sin(x)cos(x)sin(x):cos(x)cos(2x)−2sin2(x)cos(x)
cos(2x)cos(x)−2sin(x)cos(x)sin(x)
2sin(x)cos(x)sin(x)=2sin2(x)cos(x)
2sin(x)cos(x)sin(x)
使用指数法则: ab⋅ac=ab+csin(x)sin(x)=sin1+1(x)=2cos(x)sin1+1(x)
数字相加:1+1=2=2cos(x)sin2(x)
=cos(x)cos(2x)−2sin2(x)cos(x)
=cos(x)cos(2x)−2sin2(x)cos(x)
=cos(x)cos(2x)−2sin2(x)cos(x)
使用倍角公式: cos(2x)=2cos2(x)−1=(2cos2(x)−1)cos(x)−2sin2(x)cos(x)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=(2cos2(x)−1)cos(x)−2(1−cos2(x))cos(x)
乘开 (2cos2(x)−1)cos(x)−2(1−cos2(x))cos(x):4cos3(x)−3cos(x)
(2cos2(x)−1)cos(x)−2(1−cos2(x))cos(x)
=cos(x)(2cos2(x)−1)−2cos(x)(1−cos2(x))
乘开 cos(x)(2cos2(x)−1):2cos3(x)−cos(x)
cos(x)(2cos2(x)−1)
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=cos(x),b=2cos2(x),c=1=cos(x)2cos2(x)−cos(x)1
=2cos2(x)cos(x)−1cos(x)
化简 2cos2(x)cos(x)−1⋅cos(x):2cos3(x)−cos(x)
2cos2(x)cos(x)−1cos(x)
2cos2(x)cos(x)=2cos3(x)
2cos2(x)cos(x)
使用指数法则: ab⋅ac=ab+ccos2(x)cos(x)=cos2+1(x)=2cos2+1(x)
数字相加:2+1=3=2cos3(x)
1⋅cos(x)=cos(x)
1cos(x)
乘以:1⋅cos(x)=cos(x)=cos(x)
=2cos3(x)−cos(x)
=2cos3(x)−cos(x)
=2cos3(x)−cos(x)−2(1−cos2(x))cos(x)
乘开 −2cos(x)(1−cos2(x)):−2cos(x)+2cos3(x)
−2cos(x)(1−cos2(x))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=−2cos(x),b=1,c=cos2(x)=−2cos(x)1−(−2cos(x))cos2(x)
使用加减运算法则−(−a)=a=−2⋅1cos(x)+2cos2(x)cos(x)
化简 −2⋅1⋅cos(x)+2cos2(x)cos(x):−2cos(x)+2cos3(x)
−2⋅1cos(x)+2cos2(x)cos(x)
2⋅1⋅cos(x)=2cos(x)
2⋅1cos(x)
数字相乘:2⋅1=2=2cos(x)
2cos2(x)cos(x)=2cos3(x)
2cos2(x)cos(x)
使用指数法则: ab⋅ac=ab+ccos2(x)cos(x)=cos2+1(x)=2cos2+1(x)
数字相加:2+1=3=2cos3(x)
=−2cos(x)+2cos3(x)
=−2cos(x)+2cos3(x)
=2cos3(x)−cos(x)−2cos(x)+2cos3(x)
化简 2cos3(x)−cos(x)−2cos(x)+2cos3(x):4cos3(x)−3cos(x)
2cos3(x)−cos(x)−2cos(x)+2cos3(x)
对同类项分组=2cos3(x)+2cos3(x)−cos(x)−2cos(x)
同类项相加:2cos3(x)+2cos3(x)=4cos3(x)=4cos3(x)−cos(x)−2cos(x)
同类项相加:−cos(x)−2cos(x)=−3cos(x)=4cos3(x)−3cos(x)
=4cos3(x)−3cos(x)
=4cos3(x)−3cos(x)
=−1−cos(x)+2(4cos3(x)−3cos(x))
化简 −1−cos(x)+2(4cos3(x)−3cos(x)):−7cos(x)+8cos3(x)−1
−1−cos(x)+2(4cos3(x)−3cos(x))
乘开 2(4cos3(x)−3cos(x)):8cos3(x)−6cos(x)
2(4cos3(x)−3cos(x))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=2,b=4cos3(x),c=3cos(x)=2⋅4cos3(x)−2⋅3cos(x)
化简 2⋅4cos3(x)−2⋅3cos(x):8cos3(x)−6cos(x)
2⋅4cos3(x)−2⋅3cos(x)
数字相乘:2⋅4=8=8cos3(x)−2⋅3cos(x)
数字相乘:2⋅3=6=8cos3(x)−6cos(x)
=8cos3(x)−6cos(x)
=−1−cos(x)+8cos3(x)−6cos(x)
化简 −1−cos(x)+8cos3(x)−6cos(x):−7cos(x)+8cos3(x)−1
−1−cos(x)+8cos3(x)−6cos(x)
对同类项分组=−cos(x)+8cos3(x)−6cos(x)−1
同类项相加:−cos(x)−6cos(x)=−7cos(x)=−7cos(x)+8cos3(x)−1
=−7cos(x)+8cos3(x)−1
=−7cos(x)+8cos3(x)−1
−1−7cos(x)+8cos3(x)=0
用替代法求解
−1−7cos(x)+8cos3(x)=0
令:cos(x)=u−1−7u+8u3=0
−1−7u+8u3=0:u=1,u=4−2+2,u=−42+2
−1−7u+8u3=0
改写成标准形式 anxn+…+a1x+a0=08u3−7u−1=0
因式分解 8u3−7u−1:(u−1)(8u2+8u+1)
8u3−7u−1
使用有理根定理
a0=1,an=8
a0的除数:1,an的除数:1,2,4,8
因此,检验以下有理数:±1,2,4,81
11 是表达式的根,所以因式分解 u−1
=(u−1)u−18u3−7u−1u−18u3−7u−1=8u2+8u+1
u−18u3−7u−1
对 u−18u3−7u−1做除法:u−18u3−7u−1=8u2+u−18u2−7u−1
将分子 8u3−7u−1 与除数 u−1
的首项系数相除:u8u3=8u2
商=8u2将 u−1 乘以 8u2:8u3−8u2将 8u3−7u−1 减去 8u3−8u2 得到新的余数余数=8u2−7u−1
因此u−18u3−7u−1=8u2+u−18u2−7u−1
=8u2+u−18u2−7u−1
对 u−18u2−7u−1做除法:u−18u2−7u−1=8u+u−1u−1
将分子 8u2−7u−1 与除数 u−1
的首项系数相除:u8u2=8u
商=8u将 u−1 乘以 8u:8u2−8u将 8u2−7u−1 减去 8u2−8u 得到新的余数余数=u−1
因此u−18u2−7u−1=8u+u−1u−1
=8u2+8u+u−1u−1
对 u−1u−1做除法:u−1u−1=1
将分子 u−1 与除数 u−1
的首项系数相除:uu=1
商=1将 u−1 乘以 1:u−1将 u−1 减去 u−1 得到新的余数余数=0
因此u−1u−1=1
=8u2+8u+1
=(u−1)(8u2+8u+1)
(u−1)(8u2+8u+1)=0
使用零因数法则: If ab=0then a=0or b=0u−1=0or8u2+8u+1=0
解 u−1=0:u=1
u−1=0
将 1到右边
u−1=0
两边加上 1u−1+1=0+1
化简u=1
u=1
解 8u2+8u+1=0:u=4−2+2,u=−42+2
8u2+8u+1=0
使用求根公式求解
8u2+8u+1=0
二次方程求根公式:
若 a=8,b=8,c=1u1,2=2⋅8−8±82−4⋅8⋅1
u1,2=2⋅8−8±82−4⋅8⋅1
82−4⋅8⋅1=42
82−4⋅8⋅1
数字相乘:4⋅8⋅1=32=82−32
82=64=64−32
数字相减:64−32=32=32
32质因数分解:25
32
32除以 232=16⋅2=2⋅16
16除以 216=8⋅2=2⋅2⋅8
8除以 28=4⋅2=2⋅2⋅2⋅4
4除以 24=2⋅2=2⋅2⋅2⋅2⋅2
2 是质数,因此无法进一步因数分解=2⋅2⋅2⋅2⋅2
=25
=25
使用指数法则: ab+c=ab⋅ac=24⋅2
使用根式运算法则: =224
使用根式运算法则: 24=224=22=222
整理后得=42
u1,2=2⋅8−8±42
将解分隔开u1=2⋅8−8+42,u2=2⋅8−8−42
u=2⋅8−8+42:4−2+2
2⋅8−8+42
数字相乘:2⋅8=16=16−8+42
分解 −8+42:4(−2+2)
−8+42
改写为=−4⋅2+42
因式分解出通项 4=4(−2+2)
=164(−2+2)
约分:4=4−2+2
u=2⋅8−8−42:−42+2
2⋅8−8−42
数字相乘:2⋅8=16=16−8−42
分解 −8−42:−4(2+2)
−8−42
改写为=−4⋅2−42
因式分解出通项 4=−4(2+2)
=−164(2+2)
约分:4=−42+2
二次方程组的解是:u=4−2+2,u=−42+2
解为u=1,u=4−2+2,u=−42+2
u=cos(x)代回cos(x)=1,cos(x)=4−2+2,cos(x)=−42+2
cos(x)=1,cos(x)=4−2+2,cos(x)=−42+2
cos(x)=1:x=2πn
cos(x)=1
cos(x)=1的通解
cos(x) 周期表(周期为 2πn):
x06π4π3π2π32π43π65πcos(x)12322210−21−22−23xπ67π45π34π23π35π47π611πcos(x)−1−23−22−210212223
x=0+2πn
x=0+2πn
解 x=0+2πn:x=2πn
x=0+2πn
0+2πn=2πnx=2πn
x=2πn
cos(x)=4−2+2:x=arccos(4−2+2)+2πn,x=−arccos(4−2+2)+2πn
cos(x)=4−2+2
使用反三角函数性质
cos(x)=4−2+2
cos(x)=4−2+2的通解cos(x)=−a⇒x=arccos(−a)+2πn,x=−arccos(−a)+2πnx=arccos(4−2+2)+2πn,x=−arccos(4−2+2)+2πn
x=arccos(4−2+2)+2πn,x=−arccos(4−2+2)+2πn
cos(x)=−42+2:x=arccos(−42+2)+2πn,x=−arccos(−42+2)+2πn
cos(x)=−42+2
使用反三角函数性质
cos(x)=−42+2
cos(x)=−42+2的通解cos(x)=−a⇒x=arccos(−a)+2πn,x=−arccos(−a)+2πnx=arccos(−42+2)+2πn,x=−arccos(−42+2)+2πn
x=arccos(−42+2)+2πn,x=−arccos(−42+2)+2πn
合并所有解x=2πn,x=arccos(4−2+2)+2πn,x=−arccos(4−2+2)+2πn,x=arccos(−42+2)+2πn,x=−arccos(−42+2)+2πn
以小数形式表示解x=2πn,x=1.71777…+2πn,x=−1.71777…+2πn,x=2.59356…+2πn,x=−2.59356…+2πn