解答
tan(x)=6sin(x)cos(x)5+cos(x)
解答
x=32π+2πn,x=34π+2πn,x=1.23095…+2πn,x=2π−1.23095…+2πn
+1
度数
x=120∘+360∘n,x=240∘+360∘n,x=70.52877…∘+360∘n,x=289.47122…∘+360∘n求解步骤
tan(x)=6sin(x)cos(x)5+cos(x)
两边减去 6sin(x)cos(x)5+cos(x)tan(x)−6sin(x)cos(x)5+cos(x)=0
化简 tan(x)−6sin(x)cos(x)5+cos(x):6sin(x)cos(x)6tan(x)sin(x)cos(x)−5−cos(x)
tan(x)−6sin(x)cos(x)5+cos(x)
将项转换为分式: tan(x)=6sin(x)cos(x)tan(x)6sin(x)cos(x)=6sin(x)cos(x)tan(x)⋅6sin(x)cos(x)−6sin(x)cos(x)5+cos(x)
因为分母相等,所以合并分式: ca±cb=ca±b=6sin(x)cos(x)tan(x)⋅6sin(x)cos(x)−(5+cos(x))
乘开 tan(x)⋅6sin(x)cos(x)−(5+cos(x)):tan(x)⋅6sin(x)cos(x)−5−cos(x)
tan(x)⋅6sin(x)cos(x)−(5+cos(x))
=6tan(x)sin(x)cos(x)−(5+cos(x))
−(5+cos(x)):−5−cos(x)
−(5+cos(x))
打开括号=−(5)−(cos(x))
使用加减运算法则+(−a)=−a=−5−cos(x)
=tan(x)⋅6sin(x)cos(x)−5−cos(x)
=6sin(x)cos(x)6tan(x)sin(x)cos(x)−5−cos(x)
6sin(x)cos(x)6tan(x)sin(x)cos(x)−5−cos(x)=0
g(x)f(x)=0⇒f(x)=06tan(x)sin(x)cos(x)−5−cos(x)=0
用 sin, cos 表示6⋅cos(x)sin(x)sin(x)cos(x)−5−cos(x)=0
化简 6⋅cos(x)sin(x)sin(x)cos(x)−5−cos(x):6sin2(x)−5−cos(x)
6⋅cos(x)sin(x)sin(x)cos(x)−5−cos(x)
6⋅cos(x)sin(x)sin(x)cos(x)=6sin2(x)
6⋅cos(x)sin(x)sin(x)cos(x)
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=cos(x)sin(x)⋅6sin(x)cos(x)
约分:cos(x)=sin(x)⋅6sin(x)
使用指数法则: ab⋅ac=ab+csin(x)sin(x)=sin1+1(x)=6sin1+1(x)
数字相加:1+1=2=6sin2(x)
=6sin2(x)−5−cos(x)
6sin2(x)−5−cos(x)=0
两边加上 cos(x)6sin2(x)−5=cos(x)
两边进行平方(6sin2(x)−5)2=cos2(x)
两边减去 cos2(x)(6sin2(x)−5)2−cos2(x)=0
分解 (6sin2(x)−5)2−cos2(x):(6sin2(x)−5+cos(x))(6sin2(x)−5−cos(x))
(6sin2(x)−5)2−cos2(x)
使用平方差公式: x2−y2=(x+y)(x−y)(6sin2(x)−5)2−cos2(x)=((6sin2(x)−5)+cos(x))((6sin2(x)−5)−cos(x))=((6sin2(x)−5)+cos(x))((6sin2(x)−5)−cos(x))
整理后得=(6sin2(x)+cos(x)−5)(6sin2(x)−cos(x)−5)
(6sin2(x)−5+cos(x))(6sin2(x)−5−cos(x))=0
分别求解每个部分6sin2(x)−5+cos(x)=0or6sin2(x)−5−cos(x)=0
6sin2(x)−5+cos(x)=0:x=arccos(−31)+2πn,x=−arccos(−31)+2πn,x=3π+2πn,x=35π+2πn
6sin2(x)−5+cos(x)=0
使用三角恒等式改写
−5+cos(x)+6sin2(x)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=−5+cos(x)+6(1−cos2(x))
化简 −5+cos(x)+6(1−cos2(x)):cos(x)−6cos2(x)+1
−5+cos(x)+6(1−cos2(x))
乘开 6(1−cos2(x)):6−6cos2(x)
6(1−cos2(x))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=6,b=1,c=cos2(x)=6⋅1−6cos2(x)
数字相乘:6⋅1=6=6−6cos2(x)
=−5+cos(x)+6−6cos2(x)
化简 −5+cos(x)+6−6cos2(x):cos(x)−6cos2(x)+1
−5+cos(x)+6−6cos2(x)
对同类项分组=cos(x)−6cos2(x)−5+6
数字相加/相减:−5+6=1=cos(x)−6cos2(x)+1
=cos(x)−6cos2(x)+1
=cos(x)−6cos2(x)+1
1+cos(x)−6cos2(x)=0
用替代法求解
1+cos(x)−6cos2(x)=0
令:cos(x)=u1+u−6u2=0
1+u−6u2=0:u=−31,u=21
1+u−6u2=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=0−6u2+u+1=0
使用求根公式求解
−6u2+u+1=0
二次方程求根公式:
若 a=−6,b=1,c=1u1,2=2(−6)−1±12−4(−6)⋅1
u1,2=2(−6)−1±12−4(−6)⋅1
12−4(−6)⋅1=5
12−4(−6)⋅1
使用法则 1a=112=1=1−4(−6)⋅1
使用法则 −(−a)=a=1+4⋅6⋅1
数字相乘:4⋅6⋅1=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(−6)−1±5
将解分隔开u1=2(−6)−1+5,u2=2(−6)−1−5
u=2(−6)−1+5:−31
2(−6)−1+5
去除括号: (−a)=−a=−2⋅6−1+5
数字相加/相减:−1+5=4=−2⋅64
数字相乘:2⋅6=12=−124
使用分式法则: −ba=−ba=−124
约分:4=−31
u=2(−6)−1−5:21
2(−6)−1−5
去除括号: (−a)=−a=−2⋅6−1−5
数字相减:−1−5=−6=−2⋅6−6
数字相乘:2⋅6=12=−12−6
使用分式法则: −b−a=ba=126
约分:6=21
二次方程组的解是:u=−31,u=21
u=cos(x)代回cos(x)=−31,cos(x)=21
cos(x)=−31,cos(x)=21
cos(x)=−31:x=arccos(−31)+2πn,x=−arccos(−31)+2πn
cos(x)=−31
使用反三角函数性质
cos(x)=−31
cos(x)=−31的通解cos(x)=−a⇒x=arccos(−a)+2πn,x=−arccos(−a)+2πnx=arccos(−31)+2πn,x=−arccos(−31)+2πn
x=arccos(−31)+2πn,x=−arccos(−31)+2πn
cos(x)=21:x=3π+2πn,x=35π+2πn
cos(x)=21
cos(x)=21的通解
cos(x) 周期表(周期为 2πn):
x06π4π3π2π32π43π65πcos(x)12322210−21−22−23xπ67π45π34π23π35π47π611πcos(x)−1−23−22−210212223
x=3π+2πn,x=35π+2πn
x=3π+2πn,x=35π+2πn
合并所有解x=arccos(−31)+2πn,x=−arccos(−31)+2πn,x=3π+2πn,x=35π+2πn
6sin2(x)−5−cos(x)=0:x=32π+2πn,x=34π+2πn,x=arccos(31)+2πn,x=2π−arccos(31)+2πn
6sin2(x)−5−cos(x)=0
使用三角恒等式改写
−5−cos(x)+6sin2(x)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=−5−cos(x)+6(1−cos2(x))
化简 −5−cos(x)+6(1−cos2(x)):−6cos2(x)−cos(x)+1
−5−cos(x)+6(1−cos2(x))
乘开 6(1−cos2(x)):6−6cos2(x)
6(1−cos2(x))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=6,b=1,c=cos2(x)=6⋅1−6cos2(x)
数字相乘:6⋅1=6=6−6cos2(x)
=−5−cos(x)+6−6cos2(x)
化简 −5−cos(x)+6−6cos2(x):−6cos2(x)−cos(x)+1
−5−cos(x)+6−6cos2(x)
对同类项分组=−cos(x)−6cos2(x)−5+6
数字相加/相减:−5+6=1=−6cos2(x)−cos(x)+1
=−6cos2(x)−cos(x)+1
=−6cos2(x)−cos(x)+1
1−cos(x)−6cos2(x)=0
用替代法求解
1−cos(x)−6cos2(x)=0
令:cos(x)=u1−u−6u2=0
1−u−6u2=0:u=−21,u=31
1−u−6u2=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=0−6u2−u+1=0
使用求根公式求解
−6u2−u+1=0
二次方程求根公式:
若 a=−6,b=−1,c=1u1,2=2(−6)−(−1)±(−1)2−4(−6)⋅1
u1,2=2(−6)−(−1)±(−1)2−4(−6)⋅1
(−1)2−4(−6)⋅1=5
(−1)2−4(−6)⋅1
使用法则 −(−a)=a=(−1)2+4⋅6⋅1
(−1)2=1
(−1)2
使用指数法则: (−a)n=an,若 n 是偶数(−1)2=12=12
使用法则 1a=1=1
4⋅6⋅1=24
4⋅6⋅1
数字相乘:4⋅6⋅1=24=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(−6)−(−1)±5
将解分隔开u1=2(−6)−(−1)+5,u2=2(−6)−(−1)−5
u=2(−6)−(−1)+5:−21
2(−6)−(−1)+5
去除括号: (−a)=−a,−(−a)=a=−2⋅61+5
数字相加:1+5=6=−2⋅66
数字相乘:2⋅6=12=−126
使用分式法则: −ba=−ba=−126
约分:6=−21
u=2(−6)−(−1)−5:31
2(−6)−(−1)−5
去除括号: (−a)=−a,−(−a)=a=−2⋅61−5
数字相减:1−5=−4=−2⋅6−4
数字相乘:2⋅6=12=−12−4
使用分式法则: −b−a=ba=124
约分:4=31
二次方程组的解是:u=−21,u=31
u=cos(x)代回cos(x)=−21,cos(x)=31
cos(x)=−21,cos(x)=31
cos(x)=−21:x=32π+2πn,x=34π+2πn
cos(x)=−21
cos(x)=−21的通解
cos(x) 周期表(周期为 2πn):
x06π4π3π2π32π43π65πcos(x)12322210−21−22−23xπ67π45π34π23π35π47π611πcos(x)−1−23−22−210212223
x=32π+2πn,x=34π+2πn
x=32π+2πn,x=34π+2πn
cos(x)=31:x=arccos(31)+2πn,x=2π−arccos(31)+2πn
cos(x)=31
使用反三角函数性质
cos(x)=31
cos(x)=31的通解cos(x)=a⇒x=arccos(a)+2πn,x=2π−arccos(a)+2πnx=arccos(31)+2πn,x=2π−arccos(31)+2πn
x=arccos(31)+2πn,x=2π−arccos(31)+2πn
合并所有解x=32π+2πn,x=34π+2πn,x=arccos(31)+2πn,x=2π−arccos(31)+2πn
合并所有解x=arccos(−31)+2πn,x=−arccos(−31)+2πn,x=3π+2πn,x=35π+2πn,x=32π+2πn,x=34π+2πn,x=arccos(31)+2πn,x=2π−arccos(31)+2πn
将解代入原方程进行验证
将它们代入 tan(x)=6sin(x)cos(x)5+cos(x)检验解是否符合
去除与方程不符的解。
检验 arccos(−31)+2πn的解:假
arccos(−31)+2πn
代入 n=1arccos(−31)+2π1
对于 tan(x)=6sin(x)cos(x)5+cos(x)代入x=arccos(−31)+2π1tan(arccos(−31)+2π1)=6sin(arccos(−31)+2π1)cos(arccos(−31)+2π1)5+cos(arccos(−31)+2π1)
整理后得−2.82842…=−2.47487…
⇒假
检验 −arccos(−31)+2πn的解:假
−arccos(−31)+2πn
代入 n=1−arccos(−31)+2π1
对于 tan(x)=6sin(x)cos(x)5+cos(x)代入x=−arccos(−31)+2π1tan(−arccos(−31)+2π1)=6sin(−arccos(−31)+2π1)cos(−arccos(−31)+2π1)5+cos(−arccos(−31)+2π1)
整理后得2.82842…=2.47487…
⇒假
检验 3π+2πn的解:假
3π+2πn
代入 n=13π+2π1
对于 tan(x)=6sin(x)cos(x)5+cos(x)代入x=3π+2π1tan(3π+2π1)=6sin(3π+2π1)cos(3π+2π1)5+cos(3π+2π1)
整理后得1.73205…=2.11695…
⇒假
检验 35π+2πn的解:假
35π+2πn
代入 n=135π+2π1
对于 tan(x)=6sin(x)cos(x)5+cos(x)代入x=35π+2π1tan(35π+2π1)=6sin(35π+2π1)cos(35π+2π1)5+cos(35π+2π1)
整理后得−1.73205…=−2.11695…
⇒假
检验 32π+2πn的解:真
32π+2πn
代入 n=132π+2π1
对于 tan(x)=6sin(x)cos(x)5+cos(x)代入x=32π+2π1tan(32π+2π1)=6sin(32π+2π1)cos(32π+2π1)5+cos(32π+2π1)
整理后得−1.73205…=−1.73205…
⇒真
检验 34π+2πn的解:真
34π+2πn
代入 n=134π+2π1
对于 tan(x)=6sin(x)cos(x)5+cos(x)代入x=34π+2π1tan(34π+2π1)=6sin(34π+2π1)cos(34π+2π1)5+cos(34π+2π1)
整理后得1.73205…=1.73205…
⇒真
检验 arccos(31)+2πn的解:真
arccos(31)+2πn
代入 n=1arccos(31)+2π1
对于 tan(x)=6sin(x)cos(x)5+cos(x)代入x=arccos(31)+2π1tan(arccos(31)+2π1)=6sin(arccos(31)+2π1)cos(arccos(31)+2π1)5+cos(arccos(31)+2π1)
整理后得2.82842…=2.82842…
⇒真
检验 2π−arccos(31)+2πn的解:真
2π−arccos(31)+2πn
代入 n=12π−arccos(31)+2π1
对于 tan(x)=6sin(x)cos(x)5+cos(x)代入x=2π−arccos(31)+2π1tan(2π−arccos(31)+2π1)=6sin(2π−arccos(31)+2π1)cos(2π−arccos(31)+2π1)5+cos(2π−arccos(31)+2π1)
整理后得−2.82842…=−2.82842…
⇒真
x=32π+2πn,x=34π+2πn,x=arccos(31)+2πn,x=2π−arccos(31)+2πn
以小数形式表示解x=32π+2πn,x=34π+2πn,x=1.23095…+2πn,x=2π−1.23095…+2πn