解答
9sin(x)+6cos(x)=10
解答
x=1.37386…+2πn,x=0.59172…+2πn
+1
度数
x=78.71680…∘+360∘n,x=33.90306…∘+360∘n求解步骤
9sin(x)+6cos(x)=10
两边减去 6cos(x)9sin(x)=10−6cos(x)
两边进行平方(9sin(x))2=(10−6cos(x))2
两边减去 (10−6cos(x))281sin2(x)−100+120cos(x)−36cos2(x)=0
使用三角恒等式改写
−100+120cos(x)−36cos2(x)+81sin2(x)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=−100+120cos(x)−36cos2(x)+81(1−cos2(x))
化简 −100+120cos(x)−36cos2(x)+81(1−cos2(x)):120cos(x)−117cos2(x)−19
−100+120cos(x)−36cos2(x)+81(1−cos2(x))
乘开 81(1−cos2(x)):81−81cos2(x)
81(1−cos2(x))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=81,b=1,c=cos2(x)=81⋅1−81cos2(x)
数字相乘:81⋅1=81=81−81cos2(x)
=−100+120cos(x)−36cos2(x)+81−81cos2(x)
化简 −100+120cos(x)−36cos2(x)+81−81cos2(x):120cos(x)−117cos2(x)−19
−100+120cos(x)−36cos2(x)+81−81cos2(x)
对同类项分组=120cos(x)−36cos2(x)−81cos2(x)−100+81
同类项相加:−36cos2(x)−81cos2(x)=−117cos2(x)=120cos(x)−117cos2(x)−100+81
数字相加/相减:−100+81=−19=120cos(x)−117cos2(x)−19
=120cos(x)−117cos2(x)−19
=120cos(x)−117cos2(x)−19
−19−117cos2(x)+120cos(x)=0
用替代法求解
−19−117cos2(x)+120cos(x)=0
令:cos(x)=u−19−117u2+120u=0
−19−117u2+120u=0:u=3920−317,u=3920+317
−19−117u2+120u=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=0−117u2+120u−19=0
使用求根公式求解
−117u2+120u−19=0
二次方程求根公式:
若 a=−117,b=120,c=−19u1,2=2(−117)−120±1202−4(−117)(−19)
u1,2=2(−117)−120±1202−4(−117)(−19)
1202−4(−117)(−19)=1817
1202−4(−117)(−19)
使用法则 −(−a)=a=1202−4⋅117⋅19
数字相乘:4⋅117⋅19=8892=1202−8892
1202=14400=14400−8892
数字相减:14400−8892=5508=5508
5508质因数分解:22⋅34⋅17
5508
5508除以 25508=2754⋅2=2⋅2754
2754除以 22754=1377⋅2=2⋅2⋅1377
1377除以 31377=459⋅3=2⋅2⋅3⋅459
459除以 3459=153⋅3=2⋅2⋅3⋅3⋅153
153除以 3153=51⋅3=2⋅2⋅3⋅3⋅3⋅51
51除以 351=17⋅3=2⋅2⋅3⋅3⋅3⋅3⋅17
2,3,17 都是质数,因此无法进一步因数分解=2⋅2⋅3⋅3⋅3⋅3⋅17
=22⋅34⋅17
=34⋅22⋅17
使用根式运算法则: =172234
使用根式运算法则: 22=2=21734
使用根式运算法则: 34=324=32=32⋅217
整理后得=1817
u1,2=2(−117)−120±1817
将解分隔开u1=2(−117)−120+1817,u2=2(−117)−120−1817
u=2(−117)−120+1817:3920−317
2(−117)−120+1817
去除括号: (−a)=−a=−2⋅117−120+1817
数字相乘:2⋅117=234=−234−120+1817
使用分式法则: −b−a=ba−120+1817=−(120−1817)=234120−1817
分解 120−1817:6(20−317)
120−1817
改写为=6⋅20−6⋅317
因式分解出通项 6=6(20−317)
=2346(20−317)
约分:6=3920−317
u=2(−117)−120−1817:3920+317
2(−117)−120−1817
去除括号: (−a)=−a=−2⋅117−120−1817
数字相乘:2⋅117=234=−234−120−1817
使用分式法则: −b−a=ba−120−1817=−(120+1817)=234120+1817
分解 120+1817:6(20+317)
120+1817
改写为=6⋅20+6⋅317
因式分解出通项 6=6(20+317)
=2346(20+317)
约分:6=3920+317
二次方程组的解是:u=3920−317,u=3920+317
u=cos(x)代回cos(x)=3920−317,cos(x)=3920+317
cos(x)=3920−317,cos(x)=3920+317
cos(x)=3920−317:x=arccos(3920−317)+2πn,x=2π−arccos(3920−317)+2πn
cos(x)=3920−317
使用反三角函数性质
cos(x)=3920−317
cos(x)=3920−317的通解cos(x)=a⇒x=arccos(a)+2πn,x=2π−arccos(a)+2πnx=arccos(3920−317)+2πn,x=2π−arccos(3920−317)+2πn
x=arccos(3920−317)+2πn,x=2π−arccos(3920−317)+2πn
cos(x)=3920+317:x=arccos(3920+317)+2πn,x=2π−arccos(3920+317)+2πn
cos(x)=3920+317
使用反三角函数性质
cos(x)=3920+317
cos(x)=3920+317的通解cos(x)=a⇒x=arccos(a)+2πn,x=2π−arccos(a)+2πnx=arccos(3920+317)+2πn,x=2π−arccos(3920+317)+2πn
x=arccos(3920+317)+2πn,x=2π−arccos(3920+317)+2πn
合并所有解x=arccos(3920−317)+2πn,x=2π−arccos(3920−317)+2πn,x=arccos(3920+317)+2πn,x=2π−arccos(3920+317)+2πn
将解代入原方程进行验证
将它们代入 9sin(x)+6cos(x)=10检验解是否符合
去除与方程不符的解。
检验 arccos(3920−317)+2πn的解:真
arccos(3920−317)+2πn
代入 n=1arccos(3920−317)+2π1
对于 9sin(x)+6cos(x)=10代入x=arccos(3920−317)+2π19sin(arccos(3920−317)+2π1)+6cos(arccos(3920−317)+2π1)=10
整理后得10=10
⇒真
检验 2π−arccos(3920−317)+2πn的解:假
2π−arccos(3920−317)+2πn
代入 n=12π−arccos(3920−317)+2π1
对于 9sin(x)+6cos(x)=10代入x=2π−arccos(3920−317)+2π19sin(2π−arccos(3920−317)+2π1)+6cos(2π−arccos(3920−317)+2π1)=10
整理后得−7.65209…=10
⇒假
检验 arccos(3920+317)+2πn的解:真
arccos(3920+317)+2πn
代入 n=1arccos(3920+317)+2π1
对于 9sin(x)+6cos(x)=10代入x=arccos(3920+317)+2π19sin(arccos(3920+317)+2π1)+6cos(arccos(3920+317)+2π1)=10
整理后得10=10
⇒真
检验 2π−arccos(3920+317)+2πn的解:假
2π−arccos(3920+317)+2πn
代入 n=12π−arccos(3920+317)+2π1
对于 9sin(x)+6cos(x)=10代入x=2π−arccos(3920+317)+2π19sin(2π−arccos(3920+317)+2π1)+6cos(2π−arccos(3920+317)+2π1)=10
整理后得−0.04021…=10
⇒假
x=arccos(3920−317)+2πn,x=arccos(3920+317)+2πn
以小数形式表示解x=1.37386…+2πn,x=0.59172…+2πn