解答
1−2sin(θ)−3+4cos2(θ)=a+bsin(θ)
解答
θ=arcsin(2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn,θ=π+arcsin(−2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn,θ=arcsin(2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn,θ=π+arcsin(−2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn
求解步骤
1−2sin(θ)−3+4cos2(θ)=a+bsin(θ)
两边减去 a+bsin(θ)1−2sin(θ)−3+4cos2(θ)−a−bsin(θ)=0
化简 1−2sin(θ)−3+4cos2(θ)−a−bsin(θ):1−2sin(θ)−3+4cos2(θ)−a(1−2sin(θ))−bsin(θ)(1−2sin(θ))
1−2sin(θ)−3+4cos2(θ)−a−bsin(θ)
将项转换为分式: a=1−2sin(θ)a(1−2sin(θ)),bsin(θ)=1−2sin(θ)bsin(θ)(1−2sin(θ))=1−2sin(θ)−3+4cos2(θ)−1−2sin(θ)a(1−2sin(θ))−1−2sin(θ)bsin(θ)(1−2sin(θ))
因为分母相等,所以合并分式: ca±cb=ca±b=1−2sin(θ)−3+4cos2(θ)−a(1−2sin(θ))−bsin(θ)(1−2sin(θ))
1−2sin(θ)−3+4cos2(θ)−a(1−2sin(θ))−bsin(θ)(1−2sin(θ))=0
g(x)f(x)=0⇒f(x)=0−3+4cos2(θ)−a(1−2sin(θ))−bsin(θ)(1−2sin(θ))=0
使用三角恒等式改写
−3−(1−2sin(θ))a+4cos2(θ)−(1−2sin(θ))sin(θ)b
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=−3−(1−2sin(θ))a+4(1−sin2(θ))−(1−2sin(θ))sin(θ)b
化简 −3−(1−2sin(θ))a+4(1−sin2(θ))−(1−2sin(θ))sin(θ)b:2bsin2(θ)+2asin(θ)−4sin2(θ)−bsin(θ)+1−a
−3−(1−2sin(θ))a+4(1−sin2(θ))−(1−2sin(θ))sin(θ)b
=−3−a(1−2sin(θ))+4(1−sin2(θ))−bsin(θ)(1−2sin(θ))
乘开 −a(1−2sin(θ)):−a+2asin(θ)
−a(1−2sin(θ))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=−a,b=1,c=2sin(θ)=−a⋅1−(−a)⋅2sin(θ)
使用加减运算法则−(−a)=a=−1⋅a+2asin(θ)
乘以:1⋅a=a=−a+2asin(θ)
=−3−a+2asin(θ)+4(1−sin2(θ))−(1−2sin(θ))sin(θ)b
乘开 4(1−sin2(θ)):4−4sin2(θ)
4(1−sin2(θ))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=4,b=1,c=sin2(θ)=4⋅1−4sin2(θ)
数字相乘:4⋅1=4=4−4sin2(θ)
=−3−a+2asin(θ)+4−4sin2(θ)−(1−2sin(θ))sin(θ)b
乘开 −sin(θ)b(1−2sin(θ)):−bsin(θ)+2bsin2(θ)
−sin(θ)b(1−2sin(θ))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=−sin(θ)b,b=1,c=2sin(θ)=−sin(θ)b⋅1−(−sin(θ)b)⋅2sin(θ)
使用加减运算法则−(−a)=a=−1⋅bsin(θ)+2bsin(θ)sin(θ)
化简 −1⋅bsin(θ)+2bsin(θ)sin(θ):−bsin(θ)+2bsin2(θ)
−1⋅bsin(θ)+2bsin(θ)sin(θ)
1⋅bsin(θ)=bsin(θ)
1⋅bsin(θ)
乘以:1⋅b=b=bsin(θ)
2bsin(θ)sin(θ)=2bsin2(θ)
2bsin(θ)sin(θ)
使用指数法则: ab⋅ac=ab+csin(θ)sin(θ)=sin1+1(θ)=2bsin1+1(θ)
数字相加:1+1=2=2bsin2(θ)
=−bsin(θ)+2bsin2(θ)
=−bsin(θ)+2bsin2(θ)
=−3−a+2asin(θ)+4−4sin2(θ)−bsin(θ)+2bsin2(θ)
化简 −3−a+2asin(θ)+4−4sin2(θ)−bsin(θ)+2bsin2(θ):2bsin2(θ)+2asin(θ)−4sin2(θ)−bsin(θ)+1−a
−3−a+2asin(θ)+4−4sin2(θ)−bsin(θ)+2bsin2(θ)
对同类项分组=2asin(θ)−bsin(θ)+2bsin2(θ)−4sin2(θ)−a−3+4
数字相加/相减:−3+4=1=2bsin2(θ)+2asin(θ)−4sin2(θ)−bsin(θ)+1−a
=2bsin2(θ)+2asin(θ)−4sin2(θ)−bsin(θ)+1−a
=2bsin2(θ)+2asin(θ)−4sin2(θ)−bsin(θ)+1−a
1−a−4sin2(θ)−sin(θ)b+2sin2(θ)b+2sin(θ)a=0
用替代法求解
1−a−4sin2(θ)−sin(θ)b+2sin2(θ)b+2sin(θ)a=0
令:sin(θ)=u1−a−4u2−ub+2u2b+2ua=0
1−a−4u2−ub+2u2b+2ua=0:u=2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16,u=2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16;b=2
1−a−4u2−ub+2u2b+2ua=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=0(−4+2b)u2+(−b+2a)u+1−a=0
使用求根公式求解
(−4+2b)u2+(−b+2a)u+1−a=0
二次方程求根公式:
若 a=−4+2b,b=−b+2a,c=1−au1,2=2(−4+2b)−(−b+2a)±(−b+2a)2−4(−4+2b)(1−a)
u1,2=2(−4+2b)−(−b+2a)±(−b+2a)2−4(−4+2b)(1−a)
化简 (−b+2a)2−4(−4+2b)(1−a):4a2+4ab−16a+b2−8b+16
(−b+2a)2−4(−4+2b)(1−a)
乘开 (−b+2a)2−4(−4+2b)(1−a):4a2+4ab−16a+b2−8b+16
(−b+2a)2−4(−4+2b)(1−a)
(−b+2a)2:b2−4ab+4a2
使用完全平方公式: (a+b)2=a2+2ab+b2a=−b,b=2a
=(−b)2+2(−b)⋅2a+(2a)2
化简 (−b)2+2(−b)⋅2a+(2a)2:b2−4ab+4a2
(−b)2+2(−b)⋅2a+(2a)2
去除括号: (−a)=−a=(−b)2−2b⋅2a+(2a)2
(−b)2=b2
(−b)2
使用指数法则: (−a)n=an,若 n 是偶数(−b)2=b2=b2
2b⋅2a=4ab
2b⋅2a
数字相乘:2⋅2=4=4ab
(2a)2=4a2
(2a)2
使用指数法则: (a⋅b)n=anbn=22a2
22=4=4a2
=b2−4ab+4a2
=b2−4ab+4a2
=b2−4ab+4a2−4(−4+2b)(1−a)
乘开 −4(−4+2b)(1−a):16−16a−8b+8ab
乘开 (−4+2b)(1−a):−4+4a+2b−2ab
(−4+2b)(1−a)
使用 FOIL 方法: (a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bda=−4,b=2b,c=1,d=−a=(−4)⋅1+(−4)(−a)+2b⋅1+2b(−a)
使用加减运算法则+(−a)=−a,(−a)(−b)=ab=−4⋅1+4a+2⋅1⋅b−2ab
化简 −4⋅1+4a+2⋅1⋅b−2ab:−4+4a+2b−2ab
−4⋅1+4a+2⋅1⋅b−2ab
数字相乘:4⋅1=4=−4+4a+2⋅1⋅b−2ab
数字相乘:2⋅1=2=−4+4a+2b−2ab
=−4+4a+2b−2ab
=−4(−4+4a+2b−2ab)
乘开 −4(−4+4a+2b−2ab):16−16a−8b+8ab
−4(−4+4a+2b−2ab)
打开括号=(−4)(−4)+(−4)⋅4a+(−4)⋅2b+(−4)(−2ab)
使用加减运算法则(−a)(−b)=ab,+(−a)=−a=4⋅4−4⋅4a−4⋅2b+4⋅2ab
化简 4⋅4−4⋅4a−4⋅2b+4⋅2ab:16−16a−8b+8ab
4⋅4−4⋅4a−4⋅2b+4⋅2ab
4⋅4=16
4⋅4
数字相乘:4⋅4=16=16
4⋅4a=16a
4⋅4a
数字相乘:4⋅4=16=16a
4⋅2b=8b
4⋅2b
数字相乘:4⋅2=8=8b
4⋅2ab=8ab
4⋅2ab
数字相乘:4⋅2=8=8ab
=16−16a−8b+8ab
=16−16a−8b+8ab
=16−16a−8b+8ab
=b2−4ab+4a2+16−16a−8b+8ab
化简 b2−4ab+4a2+16−16a−8b+8ab:4a2+4ab−16a+b2−8b+16
b2−4ab+4a2+16−16a−8b+8ab
对同类项分组=4a2−4ab+8ab−16a+b2−8b+16
同类项相加:−4ab+8ab=4ab=4a2+4ab−16a+b2−8b+16
=4a2+4ab−16a+b2−8b+16
=4a2+4ab−16a+b2−8b+16
u1,2=2(−4+2b)−(−b+2a)±4a2+4ab−16a+b2−8b+16;b=2
将解分隔开u1=2(−4+2b)−(−b+2a)+4a2+4ab−16a+b2−8b+16,u2=2(−4+2b)−(−b+2a)−4a2+4ab−16a+b2−8b+16
u=2(−4+2b)−(−b+2a)+4a2+4ab−16a+b2−8b+16:2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16
2(−4+2b)−(−b+2a)+4a2+4ab−16a+b2−8b+16
−(−b+2a):b−2a
−(−b+2a)
打开括号=−(−b)−(2a)
使用加减运算法则−(−a)=a,−(a)=−a=b−2a
=2(2b−4)b−2a+4a2+4ab−16a+b2+16−8b
=2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16
u=2(−4+2b)−(−b+2a)−4a2+4ab−16a+b2−8b+16:2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16
2(−4+2b)−(−b+2a)−4a2+4ab−16a+b2−8b+16
−(−b+2a):b−2a
−(−b+2a)
打开括号=−(−b)−(2a)
使用加减运算法则−(−a)=a,−(a)=−a=b−2a
=2(2b−4)b−2a−4a2+4ab−16a+b2+16−8b
=2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16
二次方程组的解是:u=2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16,u=2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16;b=2
u=sin(θ)代回sin(θ)=2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16,sin(θ)=2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16;b=2
sin(θ)=2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16,sin(θ)=2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16;b=2
sin(θ)=2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16:θ=arcsin(2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn,θ=π+arcsin(−2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn
sin(θ)=2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16
使用反三角函数性质
sin(θ)=2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16
sin(θ)=2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16的通解sin(x)=a⇒x=arcsin(a)+2πn,x=π+arcsin(a)+2πnθ=arcsin(2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn,θ=π+arcsin(−2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn
θ=arcsin(2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn,θ=π+arcsin(−2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn
sin(θ)=2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16:θ=arcsin(2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn,θ=π+arcsin(−2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn
sin(θ)=2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16
使用反三角函数性质
sin(θ)=2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16
sin(θ)=2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16的通解sin(x)=a⇒x=arcsin(a)+2πn,x=π+arcsin(a)+2πnθ=arcsin(2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn,θ=π+arcsin(−2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn
θ=arcsin(2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn,θ=π+arcsin(−2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn
合并所有解θ=arcsin(2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn,θ=π+arcsin(−2(−4+2b)b−2a+4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn,θ=arcsin(2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn,θ=π+arcsin(−2(−4+2b)b−2a−4a2+4ab−16a+b2−8b+16)+2πn