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2-2sin^2(x)=2cos^2(x/2)

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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=2x​2−2sin2(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"):
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​sin(x)021​22​​23​​123​​22​​21​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​sin(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):
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​cos(x)123​​22​​21​0−21​−22​​−23​​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​cos(x)−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​​​
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):
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​cos(x)123​​22​​21​0−21​−22​​−23​​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​cos(x)−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​​​
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"):
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​sin(x)021​22​​23​​123​​22​​21​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​sin(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

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cos(4x)sin(x)=0cos(4x)sin(x)=0sqrt(3)cot(pi/2 x)=-33​cot(2π​x)=−3cos(θ)= 3/5 ,(3pi)/2 <θ<2picos(θ)=53​,23π​<θ<2πcos(2x)=sqrt(3/2)cos(2x)=23​​-3cos(2θ)+2sin(θ)+5=9sin(θ)−3cos(2θ)+2sin(θ)+5=9sin(θ)
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