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(sin^3(x))/(2+2(sin(x))^2)=1

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Lösung

2+2(sin(x))2sin3(x)​=1

Lösung

KeineLo¨sungfu¨rx∈R
Schritte zur Lösung
2+2(sin(x))2sin3(x)​=1
Löse mit Substitution
2+2(sin(x))2sin3(x)​=1
Angenommen: sin(x)=u2+2u2u3​=1
2+2u2u3​=1:u≈2.35930…
2+2u2u3​=1
Multipliziere beide Seiten mit 2+2u2
2+2u2u3​=1
Multipliziere beide Seiten mit 2+2u22+2u2u3​(2+2u2)=1⋅(2+2u2)
Vereinfache
2+2u2u3​(2+2u2)=1⋅(2+2u2)
Vereinfache 2+2u2u3​(2+2u2):u3
2+2u2u3​(2+2u2)
Multipliziere Brüche: a⋅cb​=ca⋅b​=2+2u2u3(2+2u2)​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: 2+2u2=u3
Vereinfache 1⋅(2+2u2):2+2u2
1⋅(2+2u2)
Multipliziere: 1⋅(2+2u2)=(2+2u2)=(2+2u2)
Entferne die Klammern: (a)=a=2+2u2
u3=2+2u2
u3=2+2u2
u3=2+2u2
Löse u3=2+2u2:u≈2.35930…
u3=2+2u2
Verschiebe 2u2auf die linke Seite
u3=2+2u2
Subtrahiere 2u2 von beiden Seitenu3−2u2=2+2u2−2u2
Vereinfacheu3−2u2=2
u3−2u2=2
Verschiebe 2auf die linke Seite
u3−2u2=2
Subtrahiere 2 von beiden Seitenu3−2u2−2=2−2
Vereinfacheu3−2u2−2=0
u3−2u2−2=0
Bestimme eine Lösung für u3−2u2−2=0 nach dem Newton-Raphson-Verfahren:u≈2.35930…
u3−2u2−2=0
Definition Newton-Raphson-Verfahren
f(u)=u3−2u2−2
Finde f′(u):3u2−4u
dud​(u3−2u2−2)
Wende die Summen-/Differenzregel an: (f±g)′=f′±g′=dud​(u3)−dud​(2u2)−dud​(2)
dud​(u3)=3u2
dud​(u3)
Wende die Potenzregel an: dxd​(xa)=a⋅xa−1=3u3−1
Vereinfache=3u2
dud​(2u2)=4u
dud​(2u2)
Entferne die Konstante: (a⋅f)′=a⋅f′=2dud​(u2)
Wende die Potenzregel an: dxd​(xa)=a⋅xa−1=2⋅2u2−1
Vereinfache=4u
dud​(2)=0
dud​(2)
Ableitung einer Konstanten: dxd​(a)=0=0
=3u2−4u−0
Vereinfache=3u2−4u
Angenommen u0​=−1Berechneun+1​ bis Δun+1​<0.000001
u1​=−0.28571…:Δu1​=0.71428…
f(u0​)=(−1)3−2(−1)2−2=−5f′(u0​)=3(−1)2−4(−1)=7u1​=−0.28571…
Δu1​=∣−0.28571…−(−1)∣=0.71428…Δu1​=0.71428…
u2​=1.28991…:Δu2​=1.57563…
f(u1​)=(−0.28571…)3−2(−0.28571…)2−2=−2.18658…f′(u1​)=3(−0.28571…)2−4(−0.28571…)=1.38775…u2​=1.28991…
Δu2​=∣1.28991…−(−0.28571…)∣=1.57563…Δu2​=1.57563…
u3​=−17.64595…:Δu3​=18.93587…
f(u2​)=1.28991…3−2⋅1.28991…2−2=−3.18149…f′(u2​)=3⋅1.28991…2−4⋅1.28991…=−0.16801…u3​=−17.64595…
Δu3​=∣−17.64595…−1.28991…∣=18.93587…Δu3​=18.93587…
u4​=−11.55537…:Δu4​=6.09058…
f(u3​)=(−17.64595…)3−2(−17.64595…)2−2=−6119.35487…f′(u3​)=3(−17.64595…)2−4(−17.64595…)=1004.72330…u4​=−11.55537…
Δu4​=∣−11.55537…−(−17.64595…)∣=6.09058…Δu4​=6.09058…
u5​=−7.49987…:Δu5​=4.05549…
f(u4​)=(−11.55537…)3−2(−11.55537…)2−2=−1812.00239…f′(u4​)=3(−11.55537…)2−4(−11.55537…)=446.80124…u5​=−7.49987…
Δu5​=∣−7.49987…−(−11.55537…)∣=4.05549…Δu5​=4.05549…
u6​=−4.80117…:Δu6​=2.69869…
f(u5​)=(−7.49987…)3−2(−7.49987…)2−2=−536.34930…f′(u5​)=3(−7.49987…)2−4(−7.49987…)=198.74366…u6​=−4.80117…
Δu6​=∣−4.80117…−(−7.49987…)∣=2.69869…Δu6​=2.69869…
u7​=−3.00422…:Δu7​=1.79694…
f(u6​)=(−4.80117…)3−2(−4.80117…)2−2=−158.77552…f′(u6​)=3(−4.80117…)2−4(−4.80117…)=88.35844…u7​=−3.00422…
Δu7​=∣−3.00422…−(−4.80117…)∣=1.79694…Δu7​=1.79694…
u8​=−1.79774…:Δu8​=1.20648…
f(u7​)=(−3.00422…)3−2(−3.00422…)2−2=−47.16492…f′(u7​)=3(−3.00422…)2−4(−3.00422…)=39.09297…u8​=−1.79774…
Δu8​=∣−1.79774…−(−3.00422…)∣=1.20648…Δu8​=1.20648…
u9​=−0.95246…:Δu9​=0.84527…
f(u8​)=(−1.79774…)3−2(−1.79774…)2−2=−14.27385…f′(u8​)=3(−1.79774…)2−4(−1.79774…)=16.88661…u9​=−0.95246…
Δu9​=∣−0.95246…−(−1.79774…)∣=0.84527…Δu9​=0.84527…
u10​=−0.23616…:Δu10​=0.71629…
f(u9​)=(−0.95246…)3−2(−0.95246…)2−2=−4.67845…f′(u9​)=3(−0.95246…)2−4(−0.95246…)=6.53144…u10​=−0.23616…
Δu10​=∣−0.23616…−(−0.95246…)∣=0.71629…Δu10​=0.71629…
u11​=1.67454…:Δu11​=1.91071…
f(u10​)=(−0.23616…)3−2(−0.23616…)2−2=−2.12472…f′(u10​)=3(−0.23616…)2−4(−0.23616…)=1.11200…u11​=1.67454…
Δu11​=∣1.67454…−(−0.23616…)∣=1.91071…Δu11​=1.91071…
u12​=3.37374…:Δu12​=1.69920…
f(u11​)=1.67454…3−2⋅1.67454…2−2=−2.91261…f′(u11​)=3⋅1.67454…2−4⋅1.67454…=1.71410…u12​=3.37374…
Δu12​=∣3.37374…−1.67454…∣=1.69920…Δu12​=1.69920…
u13​=2.71344…:Δu13​=0.66030…
f(u12​)=3.37374…3−2⋅3.37374…2−2=13.63622…f′(u12​)=3⋅3.37374…2−4⋅3.37374…=20.65152…u13​=2.71344…
Δu13​=∣2.71344…−3.37374…∣=0.66030…Δu13​=0.66030…
u14​=2.42389…:Δu14​=0.28954…
f(u13​)=2.71344…3−2⋅2.71344…2−2=3.25295…f′(u13​)=3⋅2.71344…2−4⋅2.71344…=11.23458…u14​=2.42389…
Δu14​=∣2.42389…−2.71344…∣=0.28954…Δu14​=0.28954…
u15​=2.36204…:Δu15​=0.06185…
f(u14​)=2.42389…3−2⋅2.42389…2−2=0.49051…f′(u14​)=3⋅2.42389…2−4⋅2.42389…=7.93025…u15​=2.36204…
Δu15​=∣2.36204…−2.42389…∣=0.06185…Δu15​=0.06185…
u16​=2.35930…:Δu16​=0.00273…
f(u15​)=2.36204…3−2⋅2.36204…2−2=0.01993…f′(u15​)=3⋅2.36204…2−4⋅2.36204…=7.28957…u16​=2.35930…
Δu16​=∣2.35930…−2.36204…∣=0.00273…Δu16​=0.00273…
u17​=2.35930…:Δu17​=5.23398E−6
f(u16​)=2.35930…3−2⋅2.35930…2−2=0.00003…f′(u16​)=3⋅2.35930…2−4⋅2.35930…=7.26178…u17​=2.35930…
Δu17​=∣2.35930…−2.35930…∣=5.23398E−6Δu17​=5.23398E−6
u18​=2.35930…:Δu18​=1.9156E−11
f(u17​)=2.35930…3−2⋅2.35930…2−2=1.39106E−10f′(u17​)=3⋅2.35930…2−4⋅2.35930…=7.26173…u18​=2.35930…
Δu18​=∣2.35930…−2.35930…∣=1.9156E−11Δu18​=1.9156E−11
u≈2.35930…
Wende die schriftliche Division an:u−2.35930…u3−2u2−2​=u2+0.35930…u+0.84770…
u2+0.35930…u+0.84770…≈0
Bestimme eine Lösung für u2+0.35930…u+0.84770…=0 nach dem Newton-Raphson-Verfahren:Keine Lösung für u∈R
u2+0.35930…u+0.84770…=0
Definition Newton-Raphson-Verfahren
f(u)=u2+0.35930…u+0.84770…
Finde f′(u):2u+0.35930…
dud​(u2+0.35930…u+0.84770…)
Wende die Summen-/Differenzregel an: (f±g)′=f′±g′=dud​(u2)+dud​(0.35930…u)+dud​(0.84770…)
dud​(u2)=2u
dud​(u2)
Wende die Potenzregel an: dxd​(xa)=a⋅xa−1=2u2−1
Vereinfache=2u
dud​(0.35930…u)=0.35930…
dud​(0.35930…u)
Entferne die Konstante: (a⋅f)′=a⋅f′=0.35930…dudu​
Wende die allgemeine Ableitungsregel an: dudu​=1=0.35930…⋅1
Vereinfache=0.35930…
dud​(0.84770…)=0
dud​(0.84770…)
Ableitung einer Konstanten: dxd​(a)=0=0
=2u+0.35930…+0
Vereinfache=2u+0.35930…
Angenommen u0​=−2Berechneun+1​ bis Δun+1​<0.000001
u1​=−0.86584…:Δu1​=1.13415…
f(u0​)=(−2)2+0.35930…(−2)+0.84770…=4.12909…f′(u0​)=2(−2)+0.35930…=−3.64069…u1​=−0.86584…
Δu1​=∣−0.86584…−(−2)∣=1.13415…Δu1​=1.13415…
u2​=0.07141…:Δu2​=0.93726…
f(u1​)=(−0.86584…)2+0.35930…(−0.86584…)+0.84770…=1.28629…f′(u1​)=2(−0.86584…)+0.35930…=−1.37239…u2​=0.07141…
Δu2​=∣0.07141…−(−0.86584…)∣=0.93726…Δu2​=0.93726…
u3​=−1.67803…:Δu3​=1.74945…
f(u2​)=0.07141…2+0.35930…⋅0.07141…+0.84770…=0.87846…f′(u2​)=2⋅0.07141…+0.35930…=0.50213…u3​=−1.67803…
Δu3​=∣−1.67803…−0.07141…∣=1.74945…Δu3​=1.74945…
u4​=−0.65673…:Δu4​=1.02129…
f(u3​)=(−1.67803…)2+0.35930…(−1.67803…)+0.84770…=3.06057…f′(u3​)=2(−1.67803…)+0.35930…=−2.99676…u4​=−0.65673…
Δu4​=∣−0.65673…−(−1.67803…)∣=1.02129…Δu4​=1.02129…
u5​=0.43640…:Δu5​=1.09314…
f(u4​)=(−0.65673…)2+0.35930…(−0.65673…)+0.84770…=1.04304…f′(u4​)=2(−0.65673…)+0.35930…=−0.95417…u5​=0.43640…
Δu5​=∣0.43640…−(−0.65673…)∣=1.09314…Δu5​=1.09314…
u6​=−0.53344…:Δu6​=0.96984…
f(u5​)=0.43640…2+0.35930…⋅0.43640…+0.84770…=1.19495…f′(u5​)=2⋅0.43640…+0.35930…=1.23210…u6​=−0.53344…
Δu6​=∣−0.53344…−0.43640…∣=0.96984…Δu6​=0.96984…
u7​=0.79587…:Δu7​=1.32931…
f(u6​)=(−0.53344…)2+0.35930…(−0.53344…)+0.84770…=0.94060…f′(u6​)=2(−0.53344…)+0.35930…=−0.70758…u7​=0.79587…
Δu7​=∣0.79587…−(−0.53344…)∣=1.32931…Δu7​=1.32931…
u8​=−0.10983…:Δu8​=0.90570…
f(u7​)=0.79587…2+0.35930…⋅0.79587…+0.84770…=1.76707…f′(u7​)=2⋅0.79587…+0.35930…=1.95104…u8​=−0.10983…
Δu8​=∣−0.10983…−0.79587…∣=0.90570…Δu8​=0.90570…
u9​=−5.98468…:Δu9​=5.87485…
f(u8​)=(−0.10983…)2+0.35930…(−0.10983…)+0.84770…=0.82030…f′(u8​)=2(−0.10983…)+0.35930…=0.13963…u9​=−5.98468…
Δu9​=∣−5.98468…−(−0.10983…)∣=5.87485…Δu9​=5.87485…
Kann keine Lösung finden
Deshalb ist die Lösungu≈2.35930…
u≈2.35930…
Setze in u=sin(x)einsin(x)≈2.35930…
sin(x)≈2.35930…
sin(x)=2.35930…:Keine Lösung
sin(x)=2.35930…
−1≤sin(x)≤1KeineLo¨sung
Kombiniere alle LösungenKeineLo¨sungfu¨rx∈R

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Beliebte Beispiele

solvefor x,cot^2(x)= 1/3solveforx,cot2(x)=31​2+cos^2(x)=-5sin(x)2+cos2(x)=−5sin(x)tan^5(x)tan^2(x)=1tan5(x)tan2(x)=1(sin^2(a)+1)/((1+tan^2(a)))=1(1+tan2(a))sin2(a)+1​=1tan(a)= 5/9 ,b=6tan(a)=95​,b=6
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