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1/(cos(2x))+tan(2x)=3cos(2x)

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解答

cos(2x)1​+tan(2x)=3cos(2x)

解答

x=20.72972…​+πn,x=2π​−20.72972…​+πn
+1
度数
x=20.90515…∘+180∘n,x=69.09484…∘+180∘n
求解步骤
cos(2x)1​+tan(2x)=3cos(2x)
两边减去 3cos(2x)cos(2x)1​+tan(2x)−3cos(2x)=0
化简 cos(2x)1​+tan(2x)−3cos(2x):cos(2x)1+tan(2x)cos(2x)−3cos2(2x)​
cos(2x)1​+tan(2x)−3cos(2x)
将项转换为分式: tan(2x)=cos(2x)tan(2x)cos(2x)​,3cos(2x)=cos(2x)3cos(2x)cos(2x)​=cos(2x)1​+cos(2x)tan(2x)cos(2x)​−cos(2x)3cos(2x)cos(2x)​
因为分母相等,所以合并分式: ca​±cb​=ca±b​=cos(2x)1+tan(2x)cos(2x)−3cos(2x)cos(2x)​
1+tan(2x)cos(2x)−3cos(2x)cos(2x)=1+tan(2x)cos(2x)−3cos2(2x)
1+tan(2x)cos(2x)−3cos(2x)cos(2x)
3cos(2x)cos(2x)=3cos2(2x)
3cos(2x)cos(2x)
使用指数法则: ab⋅ac=ab+ccos(2x)cos(2x)=cos1+1(2x)=3cos1+1(2x)
数字相加:1+1=2=3cos2(2x)
=1+tan(2x)cos(2x)−3cos2(2x)
=cos(2x)1+tan(2x)cos(2x)−3cos2(2x)​
cos(2x)1+tan(2x)cos(2x)−3cos2(2x)​=0
g(x)f(x)​=0⇒f(x)=01+tan(2x)cos(2x)−3cos2(2x)=0
用 sin, cos 表示1+cos(2x)sin(2x)​cos(2x)−3cos2(2x)=0
化简 1+cos(2x)sin(2x)​cos(2x)−3cos2(2x):1+sin(2x)−3cos2(2x)
1+cos(2x)sin(2x)​cos(2x)−3cos2(2x)
cos(2x)sin(2x)​cos(2x)=sin(2x)
cos(2x)sin(2x)​cos(2x)
分式相乘: a⋅cb​=ca⋅b​=cos(2x)sin(2x)cos(2x)​
约分:cos(2x)=sin(2x)
=1+sin(2x)−3cos2(2x)
1+sin(2x)−3cos2(2x)=0
两边加上 3cos2(2x)1+sin(2x)=3cos2(2x)
两边进行平方(1+sin(2x))2=(3cos2(2x))2
两边减去 (3cos2(2x))2(1+sin(2x))2−9cos4(2x)=0
分解 (1+sin(2x))2−9cos4(2x):(1+sin(2x)+3cos2(2x))(1+sin(2x)−3cos2(2x))
(1+sin(2x))2−9cos4(2x)
将 (1+sin(2x))2−9cos4(2x) 改写为 (1+sin(2x))2−(3cos2(2x))2
(1+sin(2x))2−9cos4(2x)
将 9 改写为 32=(1+sin(2x))2−32cos4(2x)
使用指数法则: abc=(ab)ccos4(2x)=(cos2(2x))2=(1+sin(2x))2−32(cos2(2x))2
使用指数法则: ambm=(ab)m32(cos2(2x))2=(3cos2(2x))2=(1+sin(2x))2−(3cos2(2x))2
=(1+sin(2x))2−(3cos2(2x))2
使用平方差公式: x2−y2=(x+y)(x−y)(1+sin(2x))2−(3cos2(2x))2=((1+sin(2x))+3cos2(2x))((1+sin(2x))−3cos2(2x))=((1+sin(2x))+3cos2(2x))((1+sin(2x))−3cos2(2x))
整理后得=(3cos2(2x)+sin(2x)+1)(sin(2x)−3cos2(2x)+1)
(1+sin(2x)+3cos2(2x))(1+sin(2x)−3cos2(2x))=0
分别求解每个部分1+sin(2x)+3cos2(2x)=0or1+sin(2x)−3cos2(2x)=0
1+sin(2x)+3cos2(2x)=0:x=43π​+πn
1+sin(2x)+3cos2(2x)=0
使用三角恒等式改写
1+sin(2x)+3cos2(2x)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=1+sin(2x)+3(1−sin2(2x))
化简 1+sin(2x)+3(1−sin2(2x)):sin(2x)−3sin2(2x)+4
1+sin(2x)+3(1−sin2(2x))
乘开 3(1−sin2(2x)):3−3sin2(2x)
3(1−sin2(2x))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=3,b=1,c=sin2(2x)=3⋅1−3sin2(2x)
数字相乘:3⋅1=3=3−3sin2(2x)
=1+sin(2x)+3−3sin2(2x)
化简 1+sin(2x)+3−3sin2(2x):sin(2x)−3sin2(2x)+4
1+sin(2x)+3−3sin2(2x)
对同类项分组=sin(2x)−3sin2(2x)+1+3
数字相加:1+3=4=sin(2x)−3sin2(2x)+4
=sin(2x)−3sin2(2x)+4
=sin(2x)−3sin2(2x)+4
4+sin(2x)−3sin2(2x)=0
用替代法求解
4+sin(2x)−3sin2(2x)=0
令:sin(2x)=u4+u−3u2=0
4+u−3u2=0:u=−1,u=34​
4+u−3u2=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=0−3u2+u+4=0
使用求根公式求解
−3u2+u+4=0
二次方程求根公式:
若 a=−3,b=1,c=4u1,2​=2(−3)−1±12−4(−3)⋅4​​
u1,2​=2(−3)−1±12−4(−3)⋅4​​
12−4(−3)⋅4​=7
12−4(−3)⋅4​
使用法则 1a=112=1=1−4(−3)⋅4​
使用法则 −(−a)=a=1+4⋅3⋅4​
数字相乘:4⋅3⋅4=48=1+48​
数字相加:1+48=49=49​
因式分解数字: 49=72=72​
使用根式运算法则: nan​=a72​=7=7
u1,2​=2(−3)−1±7​
将解分隔开u1​=2(−3)−1+7​,u2​=2(−3)−1−7​
u=2(−3)−1+7​:−1
2(−3)−1+7​
去除括号: (−a)=−a=−2⋅3−1+7​
数字相加/相减:−1+7=6=−2⋅36​
数字相乘:2⋅3=6=−66​
使用分式法则: −ba​=−ba​=−66​
使用法则 aa​=1=−1
u=2(−3)−1−7​:34​
2(−3)−1−7​
去除括号: (−a)=−a=−2⋅3−1−7​
数字相减:−1−7=−8=−2⋅3−8​
数字相乘:2⋅3=6=−6−8​
使用分式法则: −b−a​=ba​=68​
约分:2=34​
二次方程组的解是:u=−1,u=34​
u=sin(2x)代回sin(2x)=−1,sin(2x)=34​
sin(2x)=−1,sin(2x)=34​
sin(2x)=−1:x=43π​+πn
sin(2x)=−1
sin(2x)=−1的通解
sin(x) 周期表(周期为 2πn"):
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​sin(x)021​22​​23​​123​​22​​21​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​sin(x)0−21​−22​​−23​​−1−23​​−22​​−21​​​
2x=23π​+2πn
2x=23π​+2πn
解 2x=23π​+2πn:x=43π​+πn
2x=23π​+2πn
两边除以 2
2x=23π​+2πn
两边除以 222x​=223π​​+22πn​
化简
22x​=223π​​+22πn​
化简 22x​:x
22x​
数字相除:22​=1=x
化简 223π​​+22πn​:43π​+πn
223π​​+22πn​
223π​​=43π​
223π​​
使用分式法则: acb​​=c⋅ab​=2⋅23π​
数字相乘:2⋅2=4=43π​
22πn​=πn
22πn​
数字相除:22​=1=πn
=43π​+πn
x=43π​+πn
x=43π​+πn
x=43π​+πn
x=43π​+πn
sin(2x)=34​:无解
sin(2x)=34​
−1≤sin(x)≤1无解
合并所有解x=43π​+πn
1+sin(2x)−3cos2(2x)=0:x=2arcsin(32​)​+πn,x=2π​−2arcsin(32​)​+πn,x=43π​+πn
1+sin(2x)−3cos2(2x)=0
使用三角恒等式改写
1+sin(2x)−3cos2(2x)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=1+sin(2x)−3(1−sin2(2x))
化简 1+sin(2x)−3(1−sin2(2x)):3sin2(2x)+sin(2x)−2
1+sin(2x)−3(1−sin2(2x))
乘开 −3(1−sin2(2x)):−3+3sin2(2x)
−3(1−sin2(2x))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=−3,b=1,c=sin2(2x)=−3⋅1−(−3)sin2(2x)
使用加减运算法则−(−a)=a=−3⋅1+3sin2(2x)
数字相乘:3⋅1=3=−3+3sin2(2x)
=1+sin(2x)−3+3sin2(2x)
化简 1+sin(2x)−3+3sin2(2x):3sin2(2x)+sin(2x)−2
1+sin(2x)−3+3sin2(2x)
对同类项分组=sin(2x)+3sin2(2x)+1−3
数字相加/相减:1−3=−2=3sin2(2x)+sin(2x)−2
=3sin2(2x)+sin(2x)−2
=3sin2(2x)+sin(2x)−2
−2+sin(2x)+3sin2(2x)=0
用替代法求解
−2+sin(2x)+3sin2(2x)=0
令:sin(2x)=u−2+u+3u2=0
−2+u+3u2=0:u=32​,u=−1
−2+u+3u2=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=03u2+u−2=0
使用求根公式求解
3u2+u−2=0
二次方程求根公式:
若 a=3,b=1,c=−2u1,2​=2⋅3−1±12−4⋅3(−2)​​
u1,2​=2⋅3−1±12−4⋅3(−2)​​
12−4⋅3(−2)​=5
12−4⋅3(−2)​
使用法则 1a=112=1=1−4⋅3(−2)​
使用法则 −(−a)=a=1+4⋅3⋅2​
数字相乘:4⋅3⋅2=24=1+24​
数字相加:1+24=25=25​
因式分解数字: 25=52=52​
使用根式运算法则: nan​=a52​=5=5
u1,2​=2⋅3−1±5​
将解分隔开u1​=2⋅3−1+5​,u2​=2⋅3−1−5​
u=2⋅3−1+5​:32​
2⋅3−1+5​
数字相加/相减:−1+5=4=2⋅34​
数字相乘:2⋅3=6=64​
约分:2=32​
u=2⋅3−1−5​:−1
2⋅3−1−5​
数字相减:−1−5=−6=2⋅3−6​
数字相乘:2⋅3=6=6−6​
使用分式法则: b−a​=−ba​=−66​
使用法则 aa​=1=−1
二次方程组的解是:u=32​,u=−1
u=sin(2x)代回sin(2x)=32​,sin(2x)=−1
sin(2x)=32​,sin(2x)=−1
sin(2x)=32​:x=2arcsin(32​)​+πn,x=2π​−2arcsin(32​)​+πn
sin(2x)=32​
使用反三角函数性质
sin(2x)=32​
sin(2x)=32​的通解sin(x)=a⇒x=arcsin(a)+2πn,x=π−arcsin(a)+2πn2x=arcsin(32​)+2πn,2x=π−arcsin(32​)+2πn
2x=arcsin(32​)+2πn,2x=π−arcsin(32​)+2πn
解 2x=arcsin(32​)+2πn:x=2arcsin(32​)​+πn
2x=arcsin(32​)+2πn
两边除以 2
2x=arcsin(32​)+2πn
两边除以 222x​=2arcsin(32​)​+22πn​
化简x=2arcsin(32​)​+πn
x=2arcsin(32​)​+πn
解 2x=π−arcsin(32​)+2πn:x=2π​−2arcsin(32​)​+πn
2x=π−arcsin(32​)+2πn
两边除以 2
2x=π−arcsin(32​)+2πn
两边除以 222x​=2π​−2arcsin(32​)​+22πn​
化简x=2π​−2arcsin(32​)​+πn
x=2π​−2arcsin(32​)​+πn
x=2arcsin(32​)​+πn,x=2π​−2arcsin(32​)​+πn
sin(2x)=−1:x=43π​+πn
sin(2x)=−1
sin(2x)=−1的通解
sin(x) 周期表(周期为 2πn"):
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​sin(x)021​22​​23​​123​​22​​21​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​sin(x)0−21​−22​​−23​​−1−23​​−22​​−21​​​
2x=23π​+2πn
2x=23π​+2πn
解 2x=23π​+2πn:x=43π​+πn
2x=23π​+2πn
两边除以 2
2x=23π​+2πn
两边除以 222x​=223π​​+22πn​
化简
22x​=223π​​+22πn​
化简 22x​:x
22x​
数字相除:22​=1=x
化简 223π​​+22πn​:43π​+πn
223π​​+22πn​
223π​​=43π​
223π​​
使用分式法则: acb​​=c⋅ab​=2⋅23π​
数字相乘:2⋅2=4=43π​
22πn​=πn
22πn​
数字相除:22​=1=πn
=43π​+πn
x=43π​+πn
x=43π​+πn
x=43π​+πn
x=43π​+πn
合并所有解x=2arcsin(32​)​+πn,x=2π​−2arcsin(32​)​+πn,x=43π​+πn
合并所有解x=43π​+πn,x=2arcsin(32​)​+πn,x=2π​−2arcsin(32​)​+πn
将解代入原方程进行验证
将它们代入 cos(2x)1​+tan(2x)=3cos(2x)检验解是否符合
去除与方程不符的解。
检验 43π​+πn的解:假
43π​+πn
代入 n=143π​+π1
对于 cos(2x)1​+tan(2x)=3cos(2x)代入x=43π​+π1cos(2(43π​+π1))1​+tan(2(43π​+π1))=3cos(2(43π​+π1))
未定义
⇒假
检验 2arcsin(32​)​+πn的解:真
2arcsin(32​)​+πn
代入 n=12arcsin(32​)​+π1
对于 cos(2x)1​+tan(2x)=3cos(2x)代入x=2arcsin(32​)​+π1cos(2(2arcsin(32​)​+π1))1​+tan(2(2arcsin(32​)​+π1))=3cos(2(2arcsin(32​)​+π1))
整理后得2.23606…=2.23606…
⇒真
检验 2π​−2arcsin(32​)​+πn的解:真
2π​−2arcsin(32​)​+πn
代入 n=12π​−2arcsin(32​)​+π1
对于 cos(2x)1​+tan(2x)=3cos(2x)代入x=2π​−2arcsin(32​)​+π1cos(2(2π​−2arcsin(32​)​+π1))1​+tan(2(2π​−2arcsin(32​)​+π1))=3cos(2(2π​−2arcsin(32​)​+π1))
整理后得−2.23606…=−2.23606…
⇒真
x=2arcsin(32​)​+πn,x=2π​−2arcsin(32​)​+πn
以小数形式表示解x=20.72972…​+πn,x=2π​−20.72972…​+πn

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cos(2x)+cos(-x)=0cos(2x)+cos(−x)=0sin(2t)=sin(t)sin(2t)=sin(t)cos(x)=(17.6)/(26)cos(x)=2617.6​1+4cos(θ)=sqrt(3)sin(θ),0<= θ<= 2pi1+4cos(θ)=3​sin(θ),0≤θ≤2πtan^2(x)+cot^2(x)=1tan2(x)+cot2(x)=1
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