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2cot^2(x)+tan(x)=cot(x)

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Solution

2cot2(x)+tan(x)=cot(x)

Solution

x=2.15228…+πn
+1
Degrés
x=123.31684…∘+180∘n
étapes des solutions
2cot2(x)+tan(x)=cot(x)
Soustraire cot(x) des deux côtés2cot2(x)+tan(x)−cot(x)=0
Récrire en utilisant des identités trigonométriques
−cot(x)+tan(x)+2cot2(x)
Utiliser l'identité trigonométrique de base: tan(x)=cot(x)1​=−cot(x)+cot(x)1​+2cot2(x)
−cot(x)+cot(x)1​+2cot2(x)=0
Résoudre par substitution
−cot(x)+cot(x)1​+2cot2(x)=0
Soit : cot(x)=u−u+u1​+2u2=0
−u+u1​+2u2=0:u≈−0.65729…
−u+u1​+2u2=0
Multiplier les deux côtés par u
−u+u1​+2u2=0
Multiplier les deux côtés par u−uu+u1​u+2u2u=0⋅u
Simplifier
−uu+u1​u+2u2u=0⋅u
Simplifier −uu:−u2
−uu
Appliquer la règle de l'exposant: ab⋅ac=ab+cuu=u1+1=−u1+1
Additionner les nombres : 1+1=2=−u2
Simplifier u1​u:1
u1​u
Multiplier des fractions: a⋅cb​=ca⋅b​=u1⋅u​
Annuler le facteur commun : u=1
Simplifier 2u2u:2u3
2u2u
Appliquer la règle de l'exposant: ab⋅ac=ab+cu2u=u2+1=2u2+1
Additionner les nombres : 2+1=3=2u3
Simplifier 0⋅u:0
0⋅u
Appliquer la règle 0⋅a=0=0
−u2+1+2u3=0
−u2+1+2u3=0
−u2+1+2u3=0
Résoudre −u2+1+2u3=0:u≈−0.65729…
−u2+1+2u3=0
Ecrire sous la forme standard an​xn+…+a1​x+a0​=02u3−u2+1=0
Trouver une solution pour 2u3−u2+1=0 par la méthode de Newton-Raphson:u≈−0.65729…
2u3−u2+1=0
Définition de l'approximation de Newton-Raphson
f(u)=2u3−u2+1
Trouver f′(u):6u2−2u
dud​(2u3−u2+1)
Appliquer la règle de l'addition/soustraction: (f±g)′=f′±g′=dud​(2u3)−dud​(u2)+dud​(1)
dud​(2u3)=6u2
dud​(2u3)
Retirer la constante: (a⋅f)′=a⋅f′=2dud​(u3)
Appliquer la règle de la puissance: dxd​(xa)=a⋅xa−1=2⋅3u3−1
Simplifier=6u2
dud​(u2)=2u
dud​(u2)
Appliquer la règle de la puissance: dxd​(xa)=a⋅xa−1=2u2−1
Simplifier=2u
dud​(1)=0
dud​(1)
Dérivée d'une constante: dxd​(a)=0=0
=6u2−2u+0
Simplifier=6u2−2u
Soit u0​=−1Calculer un+1​ jusqu'à Δun+1​<0.000001
u1​=−0.75:Δu1​=0.25
f(u0​)=2(−1)3−(−1)2+1=−2f′(u0​)=6(−1)2−2(−1)=8u1​=−0.75
Δu1​=∣−0.75−(−1)∣=0.25Δu1​=0.25
u2​=−0.66666…:Δu2​=0.08333…
f(u1​)=2(−0.75)3−(−0.75)2+1=−0.40625f′(u1​)=6(−0.75)2−2(−0.75)=4.875u2​=−0.66666…
Δu2​=∣−0.66666…−(−0.75)∣=0.08333…Δu2​=0.08333…
u3​=−0.65740…:Δu3​=0.00925…
f(u2​)=2(−0.66666…)3−(−0.66666…)2+1=−0.03703…f′(u2​)=6(−0.66666…)2−2(−0.66666…)=4u3​=−0.65740…
Δu3​=∣−0.65740…−(−0.66666…)∣=0.00925…Δu3​=0.00925…
u4​=−0.65729…:Δu4​=0.00010…
f(u3​)=2(−0.65740…)3−(−0.65740…)2+1=−0.00042…f′(u3​)=6(−0.65740…)2−2(−0.65740…)=3.90792…u4​=−0.65729…
Δu4​=∣−0.65729…−(−0.65740…)∣=0.00010…Δu4​=0.00010…
u5​=−0.65729…:Δu5​=1.51148E−8
f(u4​)=2(−0.65729…)3−(−0.65729…)2+1=−5.90512E−8f′(u4​)=6(−0.65729…)2−2(−0.65729…)=3.90684…u5​=−0.65729…
Δu5​=∣−0.65729…−(−0.65729…)∣=1.51148E−8Δu5​=1.51148E−8
u≈−0.65729…
Appliquer une division longue:u+0.65729…2u3−u2+1​=2u2−2.31459…u+1.52137…
2u2−2.31459…u+1.52137…≈0
Trouver une solution pour 2u2−2.31459…u+1.52137…=0 par la méthode de Newton-Raphson:Aucune solution pour u∈R
2u2−2.31459…u+1.52137…=0
Définition de l'approximation de Newton-Raphson
f(u)=2u2−2.31459…u+1.52137…
Trouver f′(u):4u−2.31459…
dud​(2u2−2.31459…u+1.52137…)
Appliquer la règle de l'addition/soustraction: (f±g)′=f′±g′=dud​(2u2)−dud​(2.31459…u)+dud​(1.52137…)
dud​(2u2)=4u
dud​(2u2)
Retirer la constante: (a⋅f)′=a⋅f′=2dud​(u2)
Appliquer la règle de la puissance: dxd​(xa)=a⋅xa−1=2⋅2u2−1
Simplifier=4u
dud​(2.31459…u)=2.31459…
dud​(2.31459…u)
Retirer la constante: (a⋅f)′=a⋅f′=2.31459…dudu​
Appliquer la dérivée commune: dudu​=1=2.31459…⋅1
Simplifier=2.31459…
dud​(1.52137…)=0
dud​(1.52137…)
Dérivée d'une constante: dxd​(a)=0=0
=4u−2.31459…+0
Simplifier=4u−2.31459…
Soit u0​=1Calculer un+1​ jusqu'à Δun+1​<0.000001
u1​=0.28397…:Δu1​=0.71602…
f(u0​)=2⋅12−2.31459…⋅1+1.52137…=1.20678…f′(u0​)=4⋅1−2.31459…=1.68540…u1​=0.28397…
Δu1​=∣0.28397…−1∣=0.71602…Δu1​=0.71602…
u2​=1.15391…:Δu2​=0.86993…
f(u1​)=2⋅0.28397…2−2.31459…⋅0.28397…+1.52137…=1.02537…f′(u1​)=4⋅0.28397…−2.31459…=−1.17867…u2​=1.15391…
Δu2​=∣1.15391…−0.28397…∣=0.86993…Δu2​=0.86993…
u3​=0.49614…:Δu3​=0.65777…
f(u2​)=2⋅1.15391…2−2.31459…⋅1.15391…+1.52137…=1.51356…f′(u2​)=4⋅1.15391…−2.31459…=2.30105…u3​=0.49614…
Δu3​=∣0.49614…−1.15391…∣=0.65777…Δu3​=0.65777…
u4​=3.11809…:Δu4​=2.62195…
f(u3​)=2⋅0.49614…2−2.31459…⋅0.49614…+1.52137…=0.86532…f′(u3​)=4⋅0.49614…−2.31459…=−0.33003…u4​=3.11809…
Δu4​=∣3.11809…−0.49614…∣=2.62195…Δu4​=2.62195…
u5​=1.76452…:Δu5​=1.35357…
f(u4​)=2⋅3.11809…2−2.31459…⋅3.11809…+1.52137…=13.74928…f′(u4​)=4⋅3.11809…−2.31459…=10.15778…u5​=1.76452…
Δu5​=∣1.76452…−3.11809…∣=1.35357…Δu5​=1.35357…
u6​=0.99203…:Δu6​=0.77249…
f(u5​)=2⋅1.76452…2−2.31459…⋅1.76452…+1.52137…=3.66430…f′(u5​)=4⋅1.76452…−2.31459…=4.74350…u6​=0.99203…
Δu6​=∣0.99203…−1.76452…∣=0.77249…Δu6​=0.77249…
u7​=0.27025…:Δu7​=0.72177…
f(u6​)=2⋅0.99203…2−2.31459…⋅0.99203…+1.52137…=1.19348…f′(u6​)=4⋅0.99203…−2.31459…=1.65353…u7​=0.27025…
Δu7​=∣0.27025…−0.99203…∣=0.72177…Δu7​=0.72177…
u8​=1.11489…:Δu8​=0.84464…
f(u7​)=2⋅0.27025…2−2.31459…⋅0.27025…+1.52137…=1.04192…f′(u7​)=4⋅0.27025…−2.31459…=−1.23356…u8​=1.11489…
Δu8​=∣1.11489…−0.27025…∣=0.84464…Δu8​=0.84464…
u9​=0.44970…:Δu9​=0.66519…
f(u8​)=2⋅1.11489…2−2.31459…⋅1.11489…+1.52137…=1.42683…f′(u8​)=4⋅1.11489…−2.31459…=2.14500…u9​=0.44970…
Δu9​=∣0.44970…−1.11489…∣=0.66519…Δu9​=0.66519…
u10​=2.16551…:Δu10​=1.71580…
f(u9​)=2⋅0.44970…2−2.31459…⋅0.44970…+1.52137…=0.88496…f′(u9​)=4⋅0.44970…−2.31459…=−0.51576…u10​=2.16551…
Δu10​=∣2.16551…−0.44970…∣=1.71580…Δu10​=1.71580…
Impossible de trouver une solution
La solution estu≈−0.65729…
u≈−0.65729…
Vérifier les solutions
Trouver les points non définis (singularité):u=0
Prendre le(s) dénominateur(s) de −u+u1​+2u2 et le comparer à zéro
u=0
Les points suivants ne sont pas définisu=0
Combiner des points indéfinis avec des solutions :
u≈−0.65729…
Remplacer u=cot(x)cot(x)≈−0.65729…
cot(x)≈−0.65729…
cot(x)=−0.65729…:x=arccot(−0.65729…)+πn
cot(x)=−0.65729…
Appliquer les propriétés trigonométriques inverses
cot(x)=−0.65729…
Solutions générales pour cot(x)=−0.65729…cot(x)=−a⇒x=arccot(−a)+πnx=arccot(−0.65729…)+πn
x=arccot(−0.65729…)+πn
Combiner toutes les solutionsx=arccot(−0.65729…)+πn
Montrer les solutions sous la forme décimalex=2.15228…+πn

Graphe

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Exemples populaires

sin(2x)=sin(pi/2-x)tan(X)=12sec^2(x)-sec(x)-1=0tan(2x-n/4)=-1,0<x<= 360tan(θ)=-1,0<= θ<= 2pi
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