解答
4cos(x)−4sin(x)=26
解答
x=−1.30899…+2πn,x=−0.26179…+2πn
+1
度数
x=−75∘+360∘n,x=−15∘+360∘n求解步骤
4cos(x)−4sin(x)=26
两边加上 4sin(x)4cos(x)=26+4sin(x)
两边进行平方(4cos(x))2=(26+4sin(x))2
两边减去 (26+4sin(x))216cos2(x)−24−166sin(x)−16sin2(x)=0
使用三角恒等式改写
−24+16cos2(x)−16sin2(x)−16sin(x)6
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=−24+16(1−sin2(x))−16sin2(x)−16sin(x)6
化简 −24+16(1−sin2(x))−16sin2(x)−16sin(x)6:−32sin2(x)−166sin(x)−8
−24+16(1−sin2(x))−16sin2(x)−16sin(x)6
=−24+16(1−sin2(x))−16sin2(x)−166sin(x)
乘开 16(1−sin2(x)):16−16sin2(x)
16(1−sin2(x))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=16,b=1,c=sin2(x)=16⋅1−16sin2(x)
数字相乘:16⋅1=16=16−16sin2(x)
=−24+16−16sin2(x)−16sin2(x)−16sin(x)6
化简 −24+16−16sin2(x)−16sin2(x)−16sin(x)6:−32sin2(x)−166sin(x)−8
−24+16−16sin2(x)−16sin2(x)−16sin(x)6
同类项相加:−16sin2(x)−16sin2(x)=−32sin2(x)=−24+16−32sin2(x)−166sin(x)
数字相加/相减:−24+16=−8=−32sin2(x)−166sin(x)−8
=−32sin2(x)−166sin(x)−8
=−32sin2(x)−166sin(x)−8
−8−32sin2(x)−16sin(x)6=0
用替代法求解
−8−32sin2(x)−16sin(x)6=0
令:sin(x)=u−8−32u2−16u6=0
−8−32u2−16u6=0:u=−46+2,u=−46−2
−8−32u2−16u6=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=0−32u2−166u−8=0
使用求根公式求解
−32u2−166u−8=0
二次方程求根公式:
若 a=−32,b=−166,c=−8u1,2=2(−32)−(−166)±(−166)2−4(−32)(−8)
u1,2=2(−32)−(−166)±(−166)2−4(−32)(−8)
(−166)2−4(−32)(−8)=162
(−166)2−4(−32)(−8)
使用法则 −(−a)=a=(−166)2−4⋅32⋅8
(−166)2=162⋅6
(−166)2
使用指数法则: (−a)n=an,若 n 是偶数(−166)2=(166)2=(166)2
使用指数法则: (a⋅b)n=anbn=162(6)2
(6)2:6
使用根式运算法则: a=a21=(621)2
使用指数法则: (ab)c=abc=621⋅2
21⋅2=1
21⋅2
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=21⋅2
约分:2=1
=6
=162⋅6
4⋅32⋅8=1024
4⋅32⋅8
数字相乘:4⋅32⋅8=1024=1024
=162⋅6−1024
162⋅6=1536
162⋅6
162=256=256⋅6
数字相乘:256⋅6=1536=1536
=1536−1024
数字相减:1536−1024=512=512
512质因数分解:29
512
512除以 2512=256⋅2=2⋅256
256除以 2256=128⋅2=2⋅2⋅128
128除以 2128=64⋅2=2⋅2⋅2⋅64
64除以 264=32⋅2=2⋅2⋅2⋅2⋅32
32除以 232=16⋅2=2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅16
16除以 216=8⋅2=2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅8
8除以 28=4⋅2=2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅2⋅4
4除以 24=2⋅2=2⋅2⋅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⋅2⋅2⋅2⋅2
=29
=29
使用指数法则: ab+c=ab⋅ac=28⋅2
使用根式运算法则: nab=nanb=228
使用根式运算法则: nam=anm28=228=24=242
整理后得=162
u1,2=2(−32)−(−166)±162
将解分隔开u1=2(−32)−(−166)+162,u2=2(−32)−(−166)−162
u=2(−32)−(−166)+162:−46+2
2(−32)−(−166)+162
去除括号: (−a)=−a,−(−a)=a=−2⋅32166+162
数字相乘:2⋅32=64=−64166+162
使用分式法则: −ba=−ba=−64166+162
消掉 64166+162:46+2
64166+162
因式分解出通项 16=6416(6+2)
约分:16=46+2
=−46+2
u=2(−32)−(−166)−162:−46−2
2(−32)−(−166)−162
去除括号: (−a)=−a,−(−a)=a=−2⋅32166−162
数字相乘:2⋅32=64=−64166−162
使用分式法则: −ba=−ba=−64166−162
消掉 64166−162:46−2
64166−162
因式分解出通项 16=6416(6−2)
约分:16=46−2
=−46−2
二次方程组的解是:u=−46+2,u=−46−2
u=sin(x)代回sin(x)=−46+2,sin(x)=−46−2
sin(x)=−46+2,sin(x)=−46−2
sin(x)=−46+2:x=arcsin(−46+2)+2πn,x=π+arcsin(46+2)+2πn
sin(x)=−46+2
使用反三角函数性质
sin(x)=−46+2
sin(x)=−46+2的通解sin(x)=−a⇒x=arcsin(−a)+2πn,x=π+arcsin(a)+2πnx=arcsin(−46+2)+2πn,x=π+arcsin(46+2)+2πn
x=arcsin(−46+2)+2πn,x=π+arcsin(46+2)+2πn
sin(x)=−46−2:x=arcsin(−46−2)+2πn,x=π+arcsin(46−2)+2πn
sin(x)=−46−2
使用反三角函数性质
sin(x)=−46−2
sin(x)=−46−2的通解sin(x)=−a⇒x=arcsin(−a)+2πn,x=π+arcsin(a)+2πnx=arcsin(−46−2)+2πn,x=π+arcsin(46−2)+2πn
x=arcsin(−46−2)+2πn,x=π+arcsin(46−2)+2πn
合并所有解x=arcsin(−46+2)+2πn,x=π+arcsin(46+2)+2πn,x=arcsin(−46−2)+2πn,x=π+arcsin(46−2)+2πn
将解代入原方程进行验证
将它们代入 4cos(x)−4sin(x)=26检验解是否符合
去除与方程不符的解。
检验 arcsin(−46+2)+2πn的解:真
arcsin(−46+2)+2πn
代入 n=1arcsin(−46+2)+2π1
对于 4cos(x)−4sin(x)=26代入x=arcsin(−46+2)+2π14cos(arcsin(−46+2)+2π1)−4sin(arcsin(−46+2)+2π1)=26
整理后得4.89897…=4.89897…
⇒真
检验 π+arcsin(46+2)+2πn的解:假
π+arcsin(46+2)+2πn
代入 n=1π+arcsin(46+2)+2π1
对于 4cos(x)−4sin(x)=26代入x=π+arcsin(46+2)+2π14cos(π+arcsin(46+2)+2π1)−4sin(π+arcsin(46+2)+2π1)=26
整理后得2.82842…=4.89897…
⇒假
检验 arcsin(−46−2)+2πn的解:真
arcsin(−46−2)+2πn
代入 n=1arcsin(−46−2)+2π1
对于 4cos(x)−4sin(x)=26代入x=arcsin(−46−2)+2π14cos(arcsin(−46−2)+2π1)−4sin(arcsin(−46−2)+2π1)=26
整理后得4.89897…=4.89897…
⇒真
检验 π+arcsin(46−2)+2πn的解:假
π+arcsin(46−2)+2πn
代入 n=1π+arcsin(46−2)+2π1
对于 4cos(x)−4sin(x)=26代入x=π+arcsin(46−2)+2π14cos(π+arcsin(46−2)+2π1)−4sin(π+arcsin(46−2)+2π1)=26
整理后得−2.82842…=4.89897…
⇒假
x=arcsin(−46+2)+2πn,x=arcsin(−46−2)+2πn
以小数形式表示解x=−1.30899…+2πn,x=−0.26179…+2πn