解答
2−2sin2(x)=2cos2(2x)
解答
x=4πn,x=2π+4πn,x=34π+4πn,x=38π+4πn,x=32π+8πn,x=2π+38πn,x=8πn,x=4π+8πn
+1
度数
x=0∘+720∘n,x=360∘+720∘n,x=240∘+720∘n,x=480∘+720∘n,x=120∘+480∘n,x=360∘+480∘n,x=0∘+1440∘n,x=720∘+1440∘n求解步骤
2−2sin2(x)=2cos2(2x)
两边减去 2cos2(2x)2−2sin2(x)−2cos2(2x)=0
令:u=2x2−2sin2(2u)−2cos2(u)=0
使用三角恒等式改写
2−2cos2(u)−2sin2(2u)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=2−2(1−sin2(u))−2sin2(2u)
化简 2−2(1−sin2(u))−2sin2(2u):2sin2(u)−2sin2(2u)
2−2(1−sin2(u))−2sin2(2u)
乘开 −2(1−sin2(u)):−2+2sin2(u)
−2(1−sin2(u))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=−2,b=1,c=sin2(u)=−2⋅1−(−2)sin2(u)
使用加减运算法则−(−a)=a=−2⋅1+2sin2(u)
数字相乘:2⋅1=2=−2+2sin2(u)
=2−2+2sin2(u)−2sin2(2u)
2−2=0=2sin2(u)−2sin2(2u)
=2sin2(u)−2sin2(2u)
−2sin2(2u)+2sin2(u)=0
分解 −2sin2(2u)+2sin2(u):2(sin(u)+sin(2u))(sin(u)−sin(2u))
−2sin2(2u)+2sin2(u)
因式分解出通项 2=2(−sin2(2u)+sin2(u))
分解 sin2(u)−sin2(2u):(sin(u)+sin(2u))(sin(u)−sin(2u))
sin2(u)−sin2(2u)
使用平方差公式: x2−y2=(x+y)(x−y)sin2(u)−sin2(2u)=(sin(u)+sin(2u))(sin(u)−sin(2u))=(sin(u)+sin(2u))(sin(u)−sin(2u))
=2(sin(u)+sin(2u))(sin(u)−sin(2u))
2(sin(u)+sin(2u))(sin(u)−sin(2u))=0
分别求解每个部分sin(u)+sin(2u)=0orsin(u)−sin(2u)=0
sin(u)+sin(2u)=0:u=2πn,u=π+2πn,u=32π+2πn,u=34π+2πn
sin(u)+sin(2u)=0
使用三角恒等式改写
sin(2u)+sin(u)
使用倍角公式: sin(2x)=2sin(x)cos(x)=2sin(u)cos(u)+sin(u)
sin(u)+2cos(u)sin(u)=0
分解 sin(u)+2cos(u)sin(u):sin(u)(2cos(u)+1)
sin(u)+2cos(u)sin(u)
因式分解出通项 sin(u)=sin(u)(1+2cos(u))
sin(u)(2cos(u)+1)=0
分别求解每个部分sin(u)=0or2cos(u)+1=0
sin(u)=0:u=2πn,u=π+2πn
sin(u)=0
sin(u)=0的通解
sin(x) 周期表(周期为 2πn"):
x06π4π3π2π32π43π65πsin(x)02122231232221xπ67π45π34π23π35π47π611πsin(x)0−21−22−23−1−23−22−21
u=0+2πn,u=π+2πn
u=0+2πn,u=π+2πn
解 u=0+2πn:u=2πn
u=0+2πn
0+2πn=2πnu=2πn
u=2πn,u=π+2πn
2cos(u)+1=0:u=32π+2πn,u=34π+2πn
2cos(u)+1=0
将 1到右边
2cos(u)+1=0
两边减去 12cos(u)+1−1=0−1
化简2cos(u)=−1
2cos(u)=−1
两边除以 2
2cos(u)=−1
两边除以 222cos(u)=2−1
化简cos(u)=−21
cos(u)=−21
cos(u)=−21的通解
cos(x) 周期表(周期为 2πn):
x06π4π3π2π32π43π65πcos(x)12322210−21−22−23xπ67π45π34π23π35π47π611πcos(x)−1−23−22−210212223
u=32π+2πn,u=34π+2πn
u=32π+2πn,u=34π+2πn
合并所有解u=2πn,u=π+2πn,u=32π+2πn,u=34π+2πn
sin(u)−sin(2u)=0:u=3π+34πn,u=π+34πn,u=4πn,u=2π+4πn
sin(u)−sin(2u)=0
使用三角恒等式改写
−sin(2u)+sin(u)
使用和差化积恒等式: sin(s)−sin(t)=2sin(2s−t)cos(2s+t)=2sin(2u−2u)cos(2u+2u)
化简 2sin(2u−2u)cos(2u+2u):−2cos(23u)sin(2u)
2sin(2u−2u)cos(2u+2u)
2u−2u=−2u
2u−2u
同类项相加:u−2u=−u=2−u
使用分式法则: b−a=−ba=−2u
=2sin(−2u)cos(2u+2u)
使用负角恒等式: sin(−x)=−sin(x)=2cos(2u+2u)(−sin(2u))
去除括号: (−a)=−a=−2cos(2u+2u)sin(2u)
同类项相加:u+2u=3u=−2cos(23u)sin(2u)
=−2cos(23u)sin(2u)
−2cos(23u)sin(2u)=0
分别求解每个部分cos(23u)=0orsin(2u)=0
cos(23u)=0:u=3π+34πn,u=π+34πn
cos(23u)=0
cos(23u)=0的通解
cos(x) 周期表(周期为 2πn):
x06π4π3π2π32π43π65πcos(x)12322210−21−22−23xπ67π45π34π23π35π47π611πcos(x)−1−23−22−210212223
23u=2π+2πn,23u=23π+2πn
23u=2π+2πn,23u=23π+2πn
解 23u=2π+2πn:u=3π+34πn
23u=2π+2πn
在两边乘以 2
23u=2π+2πn
在两边乘以 222⋅3u=2⋅2π+2⋅2πn
化简
22⋅3u=2⋅2π+2⋅2πn
化简 22⋅3u:3u
22⋅3u
数字相乘:2⋅3=6=26u
数字相除:26=3=3u
化简 2⋅2π+2⋅2πn:π+4πn
2⋅2π+2⋅2πn
2⋅2π=π
2⋅2π
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=2π2
约分:2=π
2⋅2πn=4πn
2⋅2πn
数字相乘:2⋅2=4=4πn
=π+4πn
3u=π+4πn
3u=π+4πn
3u=π+4πn
两边除以 3
3u=π+4πn
两边除以 333u=3π+34πn
化简u=3π+34πn
u=3π+34πn
解 23u=23π+2πn:u=π+34πn
23u=23π+2πn
在两边乘以 2
23u=23π+2πn
在两边乘以 222⋅3u=2⋅23π+2⋅2πn
化简
22⋅3u=2⋅23π+2⋅2πn
化简 22⋅3u:3u
22⋅3u
数字相乘:2⋅3=6=26u
数字相除:26=3=3u
化简 2⋅23π+2⋅2πn:3π+4πn
2⋅23π+2⋅2πn
2⋅23π=3π
2⋅23π
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=23π2
约分:2=3π
2⋅2πn=4πn
2⋅2πn
数字相乘:2⋅2=4=4πn
=3π+4πn
3u=3π+4πn
3u=3π+4πn
3u=3π+4πn
两边除以 3
3u=3π+4πn
两边除以 333u=33π+34πn
化简u=π+34πn
u=π+34πn
u=3π+34πn,u=π+34πn
sin(2u)=0:u=4πn,u=2π+4πn
sin(2u)=0
sin(2u)=0的通解
sin(x) 周期表(周期为 2πn"):
x06π4π3π2π32π43π65πsin(x)02122231232221xπ67π45π34π23π35π47π611πsin(x)0−21−22−23−1−23−22−21
2u=0+2πn,2u=π+2πn
2u=0+2πn,2u=π+2πn
解 2u=0+2πn:u=4πn
2u=0+2πn
0+2πn=2πn2u=2πn
在两边乘以 2
2u=2πn
在两边乘以 222u=2⋅2πn
化简u=4πn
u=4πn
解 2u=π+2πn:u=2π+4πn
2u=π+2πn
在两边乘以 2
2u=π+2πn
在两边乘以 222u=2π+2⋅2πn
化简u=2π+4πn
u=2π+4πn
u=4πn,u=2π+4πn
合并所有解u=3π+34πn,u=π+34πn,u=4πn,u=2π+4πn
合并所有解u=2πn,u=π+2πn,u=32π+2πn,u=34π+2πn,u=3π+34πn,u=π+34πn,u=4πn,u=2π+4πn
u=2x代回
2x=2πn:x=4πn
2x=2πn
在两边乘以 2
2x=2πn
在两边乘以 222x=2⋅2πn
化简x=4πn
x=4πn
2x=π+2πn:x=2π+4πn
2x=π+2πn
在两边乘以 2
2x=π+2πn
在两边乘以 222x=2π+2⋅2πn
化简x=2π+4πn
x=2π+4πn
2x=32π+2πn:x=34π+4πn
2x=32π+2πn
在两边乘以 2
2x=32π+2πn
在两边乘以 222x=2⋅32π+2⋅2πn
化简
22x=2⋅32π+2⋅2πn
化简 22x:x
22x
数字相除:22=1=x
化简 2⋅32π+2⋅2πn:34π+4πn
2⋅32π+2⋅2πn
2⋅32π=34π
2⋅32π
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=32π2
数字相乘:2⋅2=4=34π
2⋅2πn=4πn
2⋅2πn
数字相乘:2⋅2=4=4πn
=34π+4πn
x=34π+4πn
x=34π+4πn
x=34π+4πn
2x=34π+2πn:x=38π+4πn
2x=34π+2πn
在两边乘以 2
2x=34π+2πn
在两边乘以 222x=2⋅34π+2⋅2πn
化简
22x=2⋅34π+2⋅2πn
化简 22x:x
22x
数字相除:22=1=x
化简 2⋅34π+2⋅2πn:38π+4πn
2⋅34π+2⋅2πn
2⋅34π=38π
2⋅34π
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=34π2
数字相乘:4⋅2=8=38π
2⋅2πn=4πn
2⋅2πn
数字相乘:2⋅2=4=4πn
=38π+4πn
x=38π+4πn
x=38π+4πn
x=38π+4πn
2x=3π+34πn:x=32π+8πn
2x=3π+34πn
在两边乘以 2
2x=3π+34πn
在两边乘以 222x=2⋅3π+2⋅34πn
化简
22x=2⋅3π+2⋅34πn
化简 22x:x
22x
数字相除:22=1=x
化简 2⋅3π+2⋅34πn:32π+8πn
2⋅3π+2⋅34πn
2⋅3π=32π
2⋅3π
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=3π2
2⋅34πn=38πn
2⋅34πn
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=34πn⋅2
数字相乘:4⋅2=8=38πn
=32π+38πn
使用法则 ca±cb=ca±b=32π+8πn
x=32π+8πn
x=32π+8πn
x=32π+8πn
2x=π+34πn:x=2π+38πn
2x=π+34πn
在两边乘以 2
2x=π+34πn
在两边乘以 222x=2π+2⋅34πn
化简
22x=2π+2⋅34πn
化简 22x:x
22x
数字相除:22=1=x
化简 2π+2⋅34πn:2π+38πn
2π+2⋅34πn
2⋅34πn=38πn
2⋅34πn
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=34πn⋅2
数字相乘:4⋅2=8=38πn
=2π+38πn
x=2π+38πn
x=2π+38πn
x=2π+38πn
2x=4πn:x=8πn
2x=4πn
在两边乘以 2
2x=4πn
在两边乘以 222x=2⋅4πn
化简x=8πn
x=8πn
2x=2π+4πn:x=4π+8πn
2x=2π+4πn
在两边乘以 2
2x=2π+4πn
在两边乘以 222x=2⋅2π+2⋅4πn
化简x=4π+8πn
x=4π+8πn
x=4πn,x=2π+4πn,x=34π+4πn,x=38π+4πn,x=32π+8πn,x=2π+38πn,x=8πn,x=4π+8πn
合并重叠的区间x=4πn,x=2π+4πn,x=34π+4πn,x=38π+4πn,x=32π+8πn,x=2π+38πn,x=8πn,x=4π+8πn