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tan(1/2 x)=3cos(1/2 x)

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解

tan(21​x)=3cos(21​x)

解

x=2⋅1.01055…+4πn,x=2π−2⋅1.01055…+4πn
+1
度
x=115.80111…∘+720∘n,x=244.19888…∘+720∘n
解答ステップ
tan(21​x)=3cos(21​x)
両辺から3cos(21​x)を引くtan(2x​)−3cos(2x​)=0
サイン, コサインで表わすcos(2x​)sin(2x​)​−3cos(2x​)=0
簡素化 cos(2x​)sin(2x​)​−3cos(2x​):cos(2x​)sin(2x​)−3cos2(2x​)​
cos(2x​)sin(2x​)​−3cos(2x​)
元を分数に変換する: 3cos(2x​)=cos(2x​)3cos(2x​)cos(2x​)​=cos(2x​)sin(2x​)​−cos(2x​)3cos(2x​)cos(2x​)​
分母が等しいので, 分数を組み合わせる: ca​±cb​=ca±b​=cos(2x​)sin(2x​)−3cos(2x​)cos(2x​)​
sin(2x​)−3cos(2x​)cos(2x​)=sin(2x​)−3cos2(2x​)
sin(2x​)−3cos(2x​)cos(2x​)
3cos(2x​)cos(2x​)=3cos2(2x​)
3cos(2x​)cos(2x​)
指数の規則を適用する: ab⋅ac=ab+ccos(2x​)cos(2x​)=cos1+1(2x​)=3cos1+1(2x​)
数を足す:1+1=2=3cos2(2x​)
=sin(2x​)−3cos2(2x​)
=cos(2x​)sin(2x​)−3cos2(2x​)​
cos(2x​)sin(2x​)−3cos2(2x​)​=0
g(x)f(x)​=0⇒f(x)=0sin(2x​)−3cos2(2x​)=0
両辺に3cos2(2x​)を足すsin(2x​)=3cos2(2x​)
両辺を2乗するsin2(2x​)=(3cos2(2x​))2
両辺から(3cos2(2x​))2を引くsin2(2x​)−9cos4(2x​)=0
因数 sin2(2x​)−9cos4(2x​):(sin(2x​)+3cos2(2x​))(sin(2x​)−3cos2(2x​))
sin2(2x​)−9cos4(2x​)
sin2(2x​)−9cos4(2x​)を書き換え sin2(2x​)−(3cos2(2x​))2
sin2(2x​)−9cos4(2x​)
9を書き換え 32=sin2(2x​)−32cos4(2x​)
指数の規則を適用する: abc=(ab)ccos4(2x​)=(cos2(2x​))2=sin2(2x​)−32(cos2(2x​))2
指数の規則を適用する: ambm=(ab)m32(cos2(2x​))2=(3cos2(2x​))2=sin2(2x​)−(3cos2(2x​))2
=sin2(2x​)−(3cos2(2x​))2
2乗の差の公式を適用する:x2−y2=(x+y)(x−y)sin2(2x​)−(3cos2(2x​))2=(sin(2x​)+3cos2(2x​))(sin(2x​)−3cos2(2x​))=(sin(2x​)+3cos2(2x​))(sin(2x​)−3cos2(2x​))
(sin(2x​)+3cos2(2x​))(sin(2x​)−3cos2(2x​))=0
各部分を別個に解くsin(2x​)+3cos2(2x​)=0orsin(2x​)−3cos2(2x​)=0
sin(2x​)+3cos2(2x​)=0:x=−2arcsin(637​−1​)+4πn,x=2π+2arcsin(6−1+37​​)+4πn
sin(2x​)+3cos2(2x​)=0
三角関数の公式を使用して書き換える
sin(2x​)+3cos2(2x​)
ピタゴラスの公式を使用する: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=sin(2x​)+3(1−sin2(2x​))
sin(2x​)+(1−sin2(2x​))⋅3=0
置換で解く
sin(2x​)+(1−sin2(2x​))⋅3=0
仮定:sin(2x​)=uu+(1−u2)⋅3=0
u+(1−u2)⋅3=0:u=−6−1+37​​,u=61+37​​
u+(1−u2)⋅3=0
拡張 u+(1−u2)⋅3:u+3−3u2
u+(1−u2)⋅3
=u+3(1−u2)
拡張 3(1−u2):3−3u2
3(1−u2)
分配法則を適用する: a(b−c)=ab−aca=3,b=1,c=u2=3⋅1−3u2
数を乗じる:3⋅1=3=3−3u2
=u+3−3u2
u+3−3u2=0
標準的な形式で書く ax2+bx+c=0−3u2+u+3=0
解くとthe二次式
−3u2+u+3=0
二次Equationの公式:
次の場合: a=−3,b=1,c=3u1,2​=2(−3)−1±12−4(−3)⋅3​​
u1,2​=2(−3)−1±12−4(−3)⋅3​​
12−4(−3)⋅3​=37​
12−4(−3)⋅3​
規則を適用 1a=112=1=1−4(−3)⋅3​
規則を適用 −(−a)=a=1+4⋅3⋅3​
数を乗じる:4⋅3⋅3=36=1+36​
数を足す:1+36=37=37​
u1,2​=2(−3)−1±37​​
解を分離するu1​=2(−3)−1+37​​,u2​=2(−3)−1−37​​
u=2(−3)−1+37​​:−6−1+37​​
2(−3)−1+37​​
括弧を削除する: (−a)=−a=−2⋅3−1+37​​
数を乗じる:2⋅3=6=−6−1+37​​
分数の規則を適用する: −ba​=−ba​=−6−1+37​​
u=2(−3)−1−37​​:61+37​​
2(−3)−1−37​​
括弧を削除する: (−a)=−a=−2⋅3−1−37​​
数を乗じる:2⋅3=6=−6−1−37​​
分数の規則を適用する: −b−a​=ba​−1−37​=−(1+37​)=61+37​​
二次equationの解:u=−6−1+37​​,u=61+37​​
代用を戻す u=sin(2x​)sin(2x​)=−6−1+37​​,sin(2x​)=61+37​​
sin(2x​)=−6−1+37​​,sin(2x​)=61+37​​
sin(2x​)=−6−1+37​​:x=−2arcsin(637​−1​)+4πn,x=2π+2arcsin(6−1+37​​)+4πn
sin(2x​)=−6−1+37​​
三角関数の逆数プロパティを適用する
sin(2x​)=−6−1+37​​
以下の一般解 sin(2x​)=−6−1+37​​sin(x)=−a⇒x=arcsin(−a)+2πn,x=π+arcsin(a)+2πn2x​=arcsin(−6−1+37​​)+2πn,2x​=π+arcsin(6−1+37​​)+2πn
2x​=arcsin(−6−1+37​​)+2πn,2x​=π+arcsin(6−1+37​​)+2πn
解く 2x​=arcsin(−6−1+37​​)+2πn:x=−2arcsin(637​−1​)+4πn
2x​=arcsin(−6−1+37​​)+2πn
簡素化 arcsin(−6−1+37​​)+2πn:−arcsin(637​−1​)+2πn
arcsin(−6−1+37​​)+2πn
次のプロパティを使用する:arcsin(−x)=−arcsin(x)arcsin(−637​−1​)=−arcsin(637​−1​)=−arcsin(637​−1​)+2πn
2x​=−arcsin(637​−1​)+2πn
以下で両辺を乗じる:2
2x​=−arcsin(637​−1​)+2πn
以下で両辺を乗じる:222x​=−2arcsin(637​−1​)+2⋅2πn
簡素化
22x​=−2arcsin(637​−1​)+2⋅2πn
簡素化 22x​:x
22x​
数を割る:22​=1=x
簡素化 −2arcsin(637​−1​)+2⋅2πn:−2arcsin(637​−1​)+4πn
−2arcsin(637​−1​)+2⋅2πn
数を乗じる:2⋅2=4=−2arcsin(637​−1​)+4πn
x=−2arcsin(637​−1​)+4πn
x=−2arcsin(637​−1​)+4πn
x=−2arcsin(637​−1​)+4πn
解く 2x​=π+arcsin(6−1+37​​)+2πn:x=2π+2arcsin(6−1+37​​)+4πn
2x​=π+arcsin(6−1+37​​)+2πn
以下で両辺を乗じる:2
2x​=π+arcsin(6−1+37​​)+2πn
以下で両辺を乗じる:222x​=2π+2arcsin(6−1+37​​)+2⋅2πn
簡素化
22x​=2π+2arcsin(6−1+37​​)+2⋅2πn
簡素化 22x​:x
22x​
数を割る:22​=1=x
簡素化 2π+2arcsin(6−1+37​​)+2⋅2πn:2π+2arcsin(6−1+37​​)+4πn
2π+2arcsin(6−1+37​​)+2⋅2πn
数を乗じる:2⋅2=4=2π+2arcsin(637​−1​)+4πn
x=2π+2arcsin(6−1+37​​)+4πn
x=2π+2arcsin(6−1+37​​)+4πn
x=2π+2arcsin(6−1+37​​)+4πn
x=−2arcsin(637​−1​)+4πn,x=2π+2arcsin(6−1+37​​)+4πn
sin(2x​)=61+37​​:解なし
sin(2x​)=61+37​​
−1≤sin(x)≤1解なし
すべての解を組み合わせるx=−2arcsin(637​−1​)+4πn,x=2π+2arcsin(6−1+37​​)+4πn
sin(2x​)−3cos2(2x​)=0:x=2arcsin(6−1+37​​)+4πn,x=2π−2arcsin(6−1+37​​)+4πn
sin(2x​)−3cos2(2x​)=0
三角関数の公式を使用して書き換える
sin(2x​)−3cos2(2x​)
ピタゴラスの公式を使用する: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=sin(2x​)−3(1−sin2(2x​))
sin(2x​)−(1−sin2(2x​))⋅3=0
置換で解く
sin(2x​)−(1−sin2(2x​))⋅3=0
仮定:sin(2x​)=uu−(1−u2)⋅3=0
u−(1−u2)⋅3=0:u=6−1+37​​,u=6−1−37​​
u−(1−u2)⋅3=0
拡張 u−(1−u2)⋅3:u−3+3u2
u−(1−u2)⋅3
=u−3(1−u2)
拡張 −3(1−u2):−3+3u2
−3(1−u2)
分配法則を適用する: a(b−c)=ab−aca=−3,b=1,c=u2=−3⋅1−(−3)u2
マイナス・プラスの規則を適用する−(−a)=a=−3⋅1+3u2
数を乗じる:3⋅1=3=−3+3u2
=u−3+3u2
u−3+3u2=0
標準的な形式で書く ax2+bx+c=03u2+u−3=0
解くとthe二次式
3u2+u−3=0
二次Equationの公式:
次の場合: a=3,b=1,c=−3u1,2​=2⋅3−1±12−4⋅3(−3)​​
u1,2​=2⋅3−1±12−4⋅3(−3)​​
12−4⋅3(−3)​=37​
12−4⋅3(−3)​
規則を適用 1a=112=1=1−4⋅3(−3)​
規則を適用 −(−a)=a=1+4⋅3⋅3​
数を乗じる:4⋅3⋅3=36=1+36​
数を足す:1+36=37=37​
u1,2​=2⋅3−1±37​​
解を分離するu1​=2⋅3−1+37​​,u2​=2⋅3−1−37​​
u=2⋅3−1+37​​:6−1+37​​
2⋅3−1+37​​
数を乗じる:2⋅3=6=6−1+37​​
u=2⋅3−1−37​​:6−1−37​​
2⋅3−1−37​​
数を乗じる:2⋅3=6=6−1−37​​
二次equationの解:u=6−1+37​​,u=6−1−37​​
代用を戻す u=sin(2x​)sin(2x​)=6−1+37​​,sin(2x​)=6−1−37​​
sin(2x​)=6−1+37​​,sin(2x​)=6−1−37​​
sin(2x​)=6−1+37​​:x=2arcsin(6−1+37​​)+4πn,x=2π−2arcsin(6−1+37​​)+4πn
sin(2x​)=6−1+37​​
三角関数の逆数プロパティを適用する
sin(2x​)=6−1+37​​
以下の一般解 sin(2x​)=6−1+37​​sin(x)=a⇒x=arcsin(a)+2πn,x=π−arcsin(a)+2πn2x​=arcsin(6−1+37​​)+2πn,2x​=π−arcsin(6−1+37​​)+2πn
2x​=arcsin(6−1+37​​)+2πn,2x​=π−arcsin(6−1+37​​)+2πn
解く 2x​=arcsin(6−1+37​​)+2πn:x=2arcsin(6−1+37​​)+4πn
2x​=arcsin(6−1+37​​)+2πn
以下で両辺を乗じる:2
2x​=arcsin(6−1+37​​)+2πn
以下で両辺を乗じる:222x​=2arcsin(6−1+37​​)+2⋅2πn
簡素化
22x​=2arcsin(6−1+37​​)+2⋅2πn
簡素化 22x​:x
22x​
数を割る:22​=1=x
簡素化 2arcsin(6−1+37​​)+2⋅2πn:2arcsin(6−1+37​​)+4πn
2arcsin(6−1+37​​)+2⋅2πn
数を乗じる:2⋅2=4=2arcsin(637​−1​)+4πn
x=2arcsin(6−1+37​​)+4πn
x=2arcsin(6−1+37​​)+4πn
x=2arcsin(6−1+37​​)+4πn
解く 2x​=π−arcsin(6−1+37​​)+2πn:x=2π−2arcsin(6−1+37​​)+4πn
2x​=π−arcsin(6−1+37​​)+2πn
以下で両辺を乗じる:2
2x​=π−arcsin(6−1+37​​)+2πn
以下で両辺を乗じる:222x​=2π−2arcsin(6−1+37​​)+2⋅2πn
簡素化
22x​=2π−2arcsin(6−1+37​​)+2⋅2πn
簡素化 22x​:x
22x​
数を割る:22​=1=x
簡素化 2π−2arcsin(6−1+37​​)+2⋅2πn:2π−2arcsin(6−1+37​​)+4πn
2π−2arcsin(6−1+37​​)+2⋅2πn
数を乗じる:2⋅2=4=2π−2arcsin(637​−1​)+4πn
x=2π−2arcsin(6−1+37​​)+4πn
x=2π−2arcsin(6−1+37​​)+4πn
x=2π−2arcsin(6−1+37​​)+4πn
x=2arcsin(6−1+37​​)+4πn,x=2π−2arcsin(6−1+37​​)+4πn
sin(2x​)=6−1−37​​:解なし
sin(2x​)=6−1−37​​
−1≤sin(x)≤1解なし
すべての解を組み合わせるx=2arcsin(6−1+37​​)+4πn,x=2π−2arcsin(6−1+37​​)+4πn
すべての解を組み合わせるx=−2arcsin(637​−1​)+4πn,x=2π+2arcsin(6−1+37​​)+4πn,x=2arcsin(6−1+37​​)+4πn,x=2π−2arcsin(6−1+37​​)+4πn
元のequationに当てはめて解を検算する
tan(21​x)=3cos(21​x) に当てはめて解を確認する
equationに一致しないものを削除する。
解答を確認する −2arcsin(637​−1​)+4πn:偽
−2arcsin(637​−1​)+4πn
挿入 n=1−2arcsin(637​−1​)+4π1
tan(21​x)=3cos(21​x)の挿入向けx=−2arcsin(637​−1​)+4π1tan(21​(−2arcsin(637​−1​)+4π1))=3cos(21​(−2arcsin(637​−1​)+4π1))
改良−1.59417…=1.59417…
⇒偽
解答を確認する 2π+2arcsin(6−1+37​​)+4πn:偽
2π+2arcsin(6−1+37​​)+4πn
挿入 n=12π+2arcsin(6−1+37​​)+4π1
tan(21​x)=3cos(21​x)の挿入向けx=2π+2arcsin(6−1+37​​)+4π1tan(21​(2π+2arcsin(6−1+37​​)+4π1))=3cos(21​(2π+2arcsin(6−1+37​​)+4π1))
改良1.59417…=−1.59417…
⇒偽
解答を確認する 2arcsin(6−1+37​​)+4πn:真
2arcsin(6−1+37​​)+4πn
挿入 n=12arcsin(6−1+37​​)+4π1
tan(21​x)=3cos(21​x)の挿入向けx=2arcsin(6−1+37​​)+4π1tan(21​(2arcsin(6−1+37​​)+4π1))=3cos(21​(2arcsin(6−1+37​​)+4π1))
改良1.59417…=1.59417…
⇒真
解答を確認する 2π−2arcsin(6−1+37​​)+4πn:真
2π−2arcsin(6−1+37​​)+4πn
挿入 n=12π−2arcsin(6−1+37​​)+4π1
tan(21​x)=3cos(21​x)の挿入向けx=2π−2arcsin(6−1+37​​)+4π1tan(21​(2π−2arcsin(6−1+37​​)+4π1))=3cos(21​(2π−2arcsin(6−1+37​​)+4π1))
改良−1.59417…=−1.59417…
⇒真
x=2arcsin(6−1+37​​)+4πn,x=2π−2arcsin(6−1+37​​)+4πn
10進法形式で解を証明するx=2⋅1.01055…+4πn,x=2π−2⋅1.01055…+4πn

グラフ

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人気の例

cos(2θ)=-1/2 ,0<= x<= 2picos(2θ)=−21​,0≤x≤2πcos(x)=-5/13cos(x)=−135​sin^2(x)=6(cos(x)+1)sin2(x)=6(cos(x)+1)2cos^2(x)-cos(x)=1,0<= x<= 2pi2cos2(x)−cos(x)=1,0≤x≤2π7sin^2(θ)-36sin(θ)+5=07sin2(θ)−36sin(θ)+5=0
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