解答
−6sin(x)−5cos(x)=2
解答
x=2.70581…+2πn,x=2π−0.95369…+2πn
+1
度数
x=155.03164…∘+360∘n,x=305.35720…∘+360∘n求解步骤
−6sin(x)−5cos(x)=2
两边加上 5cos(x)−6sin(x)=2+5cos(x)
两边进行平方(−6sin(x))2=(2+5cos(x))2
两边减去 (2+5cos(x))236sin2(x)−4−20cos(x)−25cos2(x)=0
使用三角恒等式改写
−4−20cos(x)−25cos2(x)+36sin2(x)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=−4−20cos(x)−25cos2(x)+36(1−cos2(x))
化简 −4−20cos(x)−25cos2(x)+36(1−cos2(x)):−61cos2(x)−20cos(x)+32
−4−20cos(x)−25cos2(x)+36(1−cos2(x))
乘开 36(1−cos2(x)):36−36cos2(x)
36(1−cos2(x))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=36,b=1,c=cos2(x)=36⋅1−36cos2(x)
数字相乘:36⋅1=36=36−36cos2(x)
=−4−20cos(x)−25cos2(x)+36−36cos2(x)
化简 −4−20cos(x)−25cos2(x)+36−36cos2(x):−61cos2(x)−20cos(x)+32
−4−20cos(x)−25cos2(x)+36−36cos2(x)
对同类项分组=−20cos(x)−25cos2(x)−36cos2(x)−4+36
同类项相加:−25cos2(x)−36cos2(x)=−61cos2(x)=−20cos(x)−61cos2(x)−4+36
数字相加/相减:−4+36=32=−61cos2(x)−20cos(x)+32
=−61cos2(x)−20cos(x)+32
=−61cos2(x)−20cos(x)+32
32−20cos(x)−61cos2(x)=0
用替代法求解
32−20cos(x)−61cos2(x)=0
令:cos(x)=u32−20u−61u2=0
32−20u−61u2=0:u=−612(5+357),u=612(357−5)
32−20u−61u2=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=0−61u2−20u+32=0
使用求根公式求解
−61u2−20u+32=0
二次方程求根公式:
若 a=−61,b=−20,c=32u1,2=2(−61)−(−20)±(−20)2−4(−61)⋅32
u1,2=2(−61)−(−20)±(−20)2−4(−61)⋅32
(−20)2−4(−61)⋅32=1257
(−20)2−4(−61)⋅32
使用法则 −(−a)=a=(−20)2+4⋅61⋅32
使用指数法则: (−a)n=an,若 n 是偶数(−20)2=202=202+4⋅61⋅32
数字相乘:4⋅61⋅32=7808=202+7808
202=400=400+7808
数字相加:400+7808=8208=8208
8208质因数分解:24⋅33⋅19
8208
8208除以 28208=4104⋅2=2⋅4104
4104除以 24104=2052⋅2=2⋅2⋅2052
2052除以 22052=1026⋅2=2⋅2⋅2⋅1026
1026除以 21026=513⋅2=2⋅2⋅2⋅2⋅513
513除以 3513=171⋅3=2⋅2⋅2⋅2⋅3⋅171
171除以 3171=57⋅3=2⋅2⋅2⋅2⋅3⋅3⋅57
57除以 357=19⋅3=2⋅2⋅2⋅2⋅3⋅3⋅3⋅19
2,3,19 都是质数,因此无法进一步因数分解=2⋅2⋅2⋅2⋅3⋅3⋅3⋅19
=24⋅33⋅19
=24⋅33⋅19
使用指数法则: ab+c=ab⋅ac=24⋅32⋅3⋅19
使用根式运算法则: nab=nanb=24323⋅19
使用根式运算法则: nam=anm24=224=22=22323⋅19
使用根式运算法则: nan=a32=3=22⋅33⋅19
整理后得=1257
u1,2=2(−61)−(−20)±1257
将解分隔开u1=2(−61)−(−20)+1257,u2=2(−61)−(−20)−1257
u=2(−61)−(−20)+1257:−612(5+357)
2(−61)−(−20)+1257
去除括号: (−a)=−a,−(−a)=a=−2⋅6120+1257
数字相乘:2⋅61=122=−12220+1257
使用分式法则: −ba=−ba=−12220+1257
消掉 12220+1257:612(5+357)
12220+1257
分解 20+1257:4(5+357)
20+1257
改写为=4⋅5+4⋅357
因式分解出通项 4=4(5+357)
=1224(5+357)
约分:2=612(5+357)
=−612(5+357)
u=2(−61)−(−20)−1257:612(357−5)
2(−61)−(−20)−1257
去除括号: (−a)=−a,−(−a)=a=−2⋅6120−1257
数字相乘:2⋅61=122=−12220−1257
使用分式法则: −b−a=ba20−1257=−(1257−20)=1221257−20
分解 1257−20:4(357−5)
1257−20
改写为=4⋅357−4⋅5
因式分解出通项 4=4(357−5)
=1224(357−5)
约分:2=612(357−5)
二次方程组的解是:u=−612(5+357),u=612(357−5)
u=cos(x)代回cos(x)=−612(5+357),cos(x)=612(357−5)
cos(x)=−612(5+357),cos(x)=612(357−5)
cos(x)=−612(5+357):x=arccos(−612(5+357))+2πn,x=−arccos(−612(5+357))+2πn
cos(x)=−612(5+357)
使用反三角函数性质
cos(x)=−612(5+357)
cos(x)=−612(5+357)的通解cos(x)=−a⇒x=arccos(−a)+2πn,x=−arccos(−a)+2πnx=arccos(−612(5+357))+2πn,x=−arccos(−612(5+357))+2πn
x=arccos(−612(5+357))+2πn,x=−arccos(−612(5+357))+2πn
cos(x)=612(357−5):x=arccos(612(357−5))+2πn,x=2π−arccos(612(357−5))+2πn
cos(x)=612(357−5)
使用反三角函数性质
cos(x)=612(357−5)
cos(x)=612(357−5)的通解cos(x)=a⇒x=arccos(a)+2πn,x=2π−arccos(a)+2πnx=arccos(612(357−5))+2πn,x=2π−arccos(612(357−5))+2πn
x=arccos(612(357−5))+2πn,x=2π−arccos(612(357−5))+2πn
合并所有解x=arccos(−612(5+357))+2πn,x=−arccos(−612(5+357))+2πn,x=arccos(612(357−5))+2πn,x=2π−arccos(612(357−5))+2πn
将解代入原方程进行验证
将它们代入 −6sin(x)−5cos(x)=2检验解是否符合
去除与方程不符的解。
检验 arccos(−612(5+357))+2πn的解:真
arccos(−612(5+357))+2πn
代入 n=1arccos(−612(5+357))+2π1
对于 −6sin(x)−5cos(x)=2代入x=arccos(−612(5+357))+2π1−6sin(arccos(−612(5+357))+2π1)−5cos(arccos(−612(5+357))+2π1)=2
整理后得2=2
⇒真
检验 −arccos(−612(5+357))+2πn的解:假
−arccos(−612(5+357))+2πn
代入 n=1−arccos(−612(5+357))+2π1
对于 −6sin(x)−5cos(x)=2代入x=−arccos(−612(5+357))+2π1−6sin(−arccos(−612(5+357))+2π1)−5cos(−arccos(−612(5+357))+2π1)=2
整理后得7.06541…=2
⇒假
检验 arccos(612(357−5))+2πn的解:假
arccos(612(357−5))+2πn
代入 n=1arccos(612(357−5))+2π1
对于 −6sin(x)−5cos(x)=2代入x=arccos(612(357−5))+2π1−6sin(arccos(612(357−5))+2π1)−5cos(arccos(612(357−5))+2π1)=2
整理后得−7.78672…=2
⇒假
检验 2π−arccos(612(357−5))+2πn的解:真
2π−arccos(612(357−5))+2πn
代入 n=12π−arccos(612(357−5))+2π1
对于 −6sin(x)−5cos(x)=2代入x=2π−arccos(612(357−5))+2π1−6sin(2π−arccos(612(357−5))+2π1)−5cos(2π−arccos(612(357−5))+2π1)=2
整理后得2=2
⇒真
x=arccos(−612(5+357))+2πn,x=2π−arccos(612(357−5))+2πn
以小数形式表示解x=2.70581…+2πn,x=2π−0.95369…+2πn