解答
55sin(θ)−20−20cos(θ)=0
解答
θ=0.69754…+2πn,θ=π+2πn
+1
度数
θ=39.96621…∘+360∘n,θ=180∘+360∘n求解步骤
55sin(θ)−20−20cos(θ)=0
两边加上 20cos(θ)55sin(θ)−20=20cos(θ)
两边进行平方(55sin(θ)−20)2=(20cos(θ))2
两边减去 (20cos(θ))2(55sin(θ)−20)2−400cos2(θ)=0
使用三角恒等式改写
(−20+55sin(θ))2−400cos2(θ)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=(−20+55sin(θ))2−400(1−sin2(θ))
化简 (−20+55sin(θ))2−400(1−sin2(θ)):3425sin2(θ)−2200sin(θ)
(−20+55sin(θ))2−400(1−sin2(θ))
(−20+55sin(θ))2:400−2200sin(θ)+3025sin2(θ)
使用完全平方公式: (a+b)2=a2+2ab+b2a=−20,b=55sin(θ)
=(−20)2+2(−20)⋅55sin(θ)+(55sin(θ))2
化简 (−20)2+2(−20)⋅55sin(θ)+(55sin(θ))2:400−2200sin(θ)+3025sin2(θ)
(−20)2+2(−20)⋅55sin(θ)+(55sin(θ))2
去除括号: (−a)=−a=(−20)2−2⋅20⋅55sin(θ)+(55sin(θ))2
(−20)2=400
(−20)2
使用指数法则: (−a)n=an,若 n 是偶数(−20)2=202=202
202=400=400
2⋅20⋅55sin(θ)=2200sin(θ)
2⋅20⋅55sin(θ)
数字相乘:2⋅20⋅55=2200=2200sin(θ)
(55sin(θ))2=3025sin2(θ)
(55sin(θ))2
使用指数法则: (a⋅b)n=anbn=552sin2(θ)
552=3025=3025sin2(θ)
=400−2200sin(θ)+3025sin2(θ)
=400−2200sin(θ)+3025sin2(θ)
=400−2200sin(θ)+3025sin2(θ)−400(1−sin2(θ))
乘开 −400(1−sin2(θ)):−400+400sin2(θ)
−400(1−sin2(θ))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=−400,b=1,c=sin2(θ)=−400⋅1−(−400)sin2(θ)
使用加减运算法则−(−a)=a=−400⋅1+400sin2(θ)
数字相乘:400⋅1=400=−400+400sin2(θ)
=400−2200sin(θ)+3025sin2(θ)−400+400sin2(θ)
化简 400−2200sin(θ)+3025sin2(θ)−400+400sin2(θ):3425sin2(θ)−2200sin(θ)
400−2200sin(θ)+3025sin2(θ)−400+400sin2(θ)
对同类项分组=−2200sin(θ)+3025sin2(θ)+400sin2(θ)+400−400
同类项相加:3025sin2(θ)+400sin2(θ)=3425sin2(θ)=−2200sin(θ)+3425sin2(θ)+400−400
400−400=0=3425sin2(θ)−2200sin(θ)
=3425sin2(θ)−2200sin(θ)
=3425sin2(θ)−2200sin(θ)
−2200sin(θ)+3425sin2(θ)=0
用替代法求解
−2200sin(θ)+3425sin2(θ)=0
令:sin(θ)=u−2200u+3425u2=0
−2200u+3425u2=0:u=13788,u=0
−2200u+3425u2=0
两边除以 3425−34252200u+34253425u2=34250
改写成标准形式 ax2+bx+c=0u2−13788u=0
使用求根公式求解
u2−13788u=0
二次方程求根公式:
若 a=1,b=−13788,c=0u1,2=2⋅1−(−13788)±(−13788)2−4⋅1⋅0
u1,2=2⋅1−(−13788)±(−13788)2−4⋅1⋅0
(−13788)2−4⋅1⋅0=13788
(−13788)2−4⋅1⋅0
(−13788)2=1372882
(−13788)2
使用指数法则: (−a)n=an,若 n 是偶数(−13788)2=(13788)2=(13788)2
使用指数法则: (ba)c=bcac=1372882
4⋅1⋅0=0
4⋅1⋅0
使用法则 0⋅a=0=0
=1372882−0
1372882−0=1372882=1372882
使用根式运算法则: nba=nbna, 假定 a≥0,b≥0=1372882
使用根式运算法则: nan=a, 假定 a≥01372=137=137882
使用根式运算法则: nan=a, 假定 a≥0882=88=13788
u1,2=2⋅1−(−13788)±13788
将解分隔开u1=2⋅1−(−13788)+13788,u2=2⋅1−(−13788)−13788
u=2⋅1−(−13788)+13788:13788
2⋅1−(−13788)+13788
使用法则 −(−a)=a=2⋅113788+13788
同类项相加:13788+13788=2⋅13788=2⋅12⋅13788
数字相乘:2⋅1=2=22⋅13788
乘 2⋅13788:137176
2⋅13788
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=13788⋅2
数字相乘:88⋅2=176=137176
=2137176
使用分式法则: acb=c⋅ab=137⋅2176
数字相乘:137⋅2=274=274176
约分:2=13788
u=2⋅1−(−13788)−13788:0
2⋅1−(−13788)−13788
使用法则 −(−a)=a=2⋅113788−13788
同类项相加:13788−13788=0=2⋅10
数字相乘:2⋅1=2=20
使用法则 a0=0,a=0=0
二次方程组的解是:u=13788,u=0
u=sin(θ)代回sin(θ)=13788,sin(θ)=0
sin(θ)=13788,sin(θ)=0
sin(θ)=13788:θ=arcsin(13788)+2πn,θ=π−arcsin(13788)+2πn
sin(θ)=13788
使用反三角函数性质
sin(θ)=13788
sin(θ)=13788的通解sin(x)=a⇒x=arcsin(a)+2πn,x=π−arcsin(a)+2πnθ=arcsin(13788)+2πn,θ=π−arcsin(13788)+2πn
θ=arcsin(13788)+2πn,θ=π−arcsin(13788)+2πn
sin(θ)=0:θ=2πn,θ=π+2πn
sin(θ)=0
sin(θ)=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
θ=0+2πn,θ=π+2πn
θ=0+2πn,θ=π+2πn
解 θ=0+2πn:θ=2πn
θ=0+2πn
0+2πn=2πnθ=2πn
θ=2πn,θ=π+2πn
合并所有解θ=arcsin(13788)+2πn,θ=π−arcsin(13788)+2πn,θ=2πn,θ=π+2πn
将解代入原方程进行验证
将它们代入 55sin(θ)−20−20cos(θ)=0检验解是否符合
去除与方程不符的解。
检验 arcsin(13788)+2πn的解:真
arcsin(13788)+2πn
代入 n=1arcsin(13788)+2π1
对于 55sin(θ)−20−20cos(θ)=0代入θ=arcsin(13788)+2π155sin(arcsin(13788)+2π1)−20−20cos(arcsin(13788)+2π1)=0
整理后得0=0
⇒真
检验 π−arcsin(13788)+2πn的解:假
π−arcsin(13788)+2πn
代入 n=1π−arcsin(13788)+2π1
对于 55sin(θ)−20−20cos(θ)=0代入θ=π−arcsin(13788)+2π155sin(π−arcsin(13788)+2π1)−20−20cos(π−arcsin(13788)+2π1)=0
整理后得30.65693…=0
⇒假
检验 2πn的解:假
2πn
代入 n=12π1
对于 55sin(θ)−20−20cos(θ)=0代入θ=2π155sin(2π1)−20−20cos(2π1)=0
整理后得−40=0
⇒假
检验 π+2πn的解:真
π+2πn
代入 n=1π+2π1
对于 55sin(θ)−20−20cos(θ)=0代入θ=π+2π155sin(π+2π1)−20−20cos(π+2π1)=0
整理后得0=0
⇒真
θ=arcsin(13788)+2πn,θ=π+2πn
以小数形式表示解θ=0.69754…+2πn,θ=π+2πn