해법
tan2(x)+5cos(x)−8=0
해법
x=1.88390…+2πn,x=−1.88390…+2πn,x=1.18685…+2πn,x=2π−1.18685…+2πn
+1
도
x=107.93989…∘+360∘n,x=−107.93989…∘+360∘n,x=68.00170…∘+360∘n,x=291.99829…∘+360∘n솔루션 단계
tan2(x)+5cos(x)−8=0
삼각성을 사용하여 다시 쓰기
−8+tan2(x)+5cos(x)
기본 삼각형 항등식 사용: tan(x)=cos(x)sin(x)=−8+(cos(x)sin(x))2+5cos(x)
지수 규칙 적용: (ba)c=bcac=−8+cos2(x)sin2(x)+5cos(x)
피타고라스 정체성 사용: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=−8+cos2(x)1−cos2(x)+5cos(x)
−8+cos2(x)1−cos2(x)+5cos(x)=0
대체로 해결
−8+cos2(x)1−cos2(x)+5cos(x)=0
하게: cos(x)=u−8+u21−u2+5u=0
−8+u21−u2+5u=0:u≈−0.30801…,u≈0.37457…,u≈1.73344…
−8+u21−u2+5u=0
양쪽을 곱한 값 u2
−8+u21−u2+5u=0
양쪽을 곱한 값 u2−8u2+u21−u2u2+5uu2=0⋅u2
단순화
−8u2+u21−u2u2+5uu2=0⋅u2
u21−u2u2간소화하다 :1−u2
u21−u2u2
다중 분수: a⋅cb=ca⋅b=u2(1−u2)u2
공통 요인 취소: u2=1−u2
5uu2간소화하다 :5u3
5uu2
지수 규칙 적용: ab⋅ac=ab+cuu2=u1+2=5u1+2
숫자 추가: 1+2=3=5u3
0⋅u2간소화하다 :0
0⋅u2
규칙 적용 0⋅a=0=0
−8u2+1−u2+5u3=0
−8u2+1−u2+5u3단순화하세요:5u3−9u2+1
−8u2+1−u2+5u3
집단적 용어=5u3−8u2−u2+1
유사 요소 추가: −8u2−u2=−9u2=5u3−9u2+1
5u3−9u2+1=0
5u3−9u2+1=0
5u3−9u2+1=0
5u3−9u2+1=0해결 :u≈−0.30801…,u≈0.37457…,u≈1.73344…
5u3−9u2+1=0
다음을 위한 하나의 솔루션 찾기 5u3−9u2+1=0 뉴턴-랩슨을 이용하여:u≈−0.30801…
5u3−9u2+1=0
뉴턴-랩슨 근사 정의
f(u)=5u3−9u2+1
f′(u)찾다 :15u2−18u
dud(5u3−9u2+1)
합계/차이 규칙 적용: (f±g)′=f′±g′=dud(5u3)−dud(9u2)+dud(1)
dud(5u3)=15u2
dud(5u3)
정수를 빼라: (a⋅f)′=a⋅f′=5dud(u3)
전원 규칙을 적용합니다: dxd(xa)=a⋅xa−1=5⋅3u3−1
단순화=15u2
dud(9u2)=18u
dud(9u2)
정수를 빼라: (a⋅f)′=a⋅f′=9dud(u2)
전원 규칙을 적용합니다: dxd(xa)=a⋅xa−1=9⋅2u2−1
단순화=18u
dud(1)=0
dud(1)
상수의 도함수: dxd(a)=0=0
=15u2−18u+0
단순화=15u2−18u
렛 u0=−1계산하다 un+1 까지 Δun+1<0.000001
u1=−0.60606…:Δu1=0.39393…
f(u0)=5(−1)3−9(−1)2+1=−13f′(u0)=15(−1)2−18(−1)=33u1=−0.60606…
Δu1=∣−0.60606…−(−1)∣=0.39393…Δu1=0.39393…
u2=−0.39783…:Δu2=0.20822…
f(u1)=5(−0.60606…)3−9(−0.60606…)2+1=−3.41884…f′(u1)=15(−0.60606…)2−18(−0.60606…)=16.41873…u2=−0.39783…
Δu2=∣−0.39783…−(−0.60606…)∣=0.20822…Δu2=0.20822…
u3=−0.32030…:Δu3=0.07753…
f(u2)=5(−0.39783…)3−9(−0.39783…)2+1=−0.73926…f′(u2)=15(−0.39783…)2−18(−0.39783…)=9.53504…u3=−0.32030…
Δu3=∣−0.32030…−(−0.39783…)∣=0.07753…Δu3=0.07753…
u4=−0.30830…:Δu4=0.01199…
f(u3)=5(−0.32030…)3−9(−0.32030…)2+1=−0.08764…f′(u3)=15(−0.32030…)2−18(−0.32030…)=7.30431…u4=−0.30830…
Δu4=∣−0.30830…−(−0.32030…)∣=0.01199…Δu4=0.01199…
u5=−0.30801…:Δu5=0.00028…
f(u4)=5(−0.30830…)3−9(−0.30830…)2+1=−0.00197…f′(u4)=15(−0.30830…)2−18(−0.30830…)=6.97521…u5=−0.30801…
Δu5=∣−0.30801…−(−0.30830…)∣=0.00028…Δu5=0.00028…
u6=−0.30801…:Δu6=1.5734E−7
f(u5)=5(−0.30801…)3−9(−0.30801…)2+1=−1.09626E−6f′(u5)=15(−0.30801…)2−18(−0.30801…)=6.96748…u6=−0.30801…
Δu6=∣−0.30801…−(−0.30801…)∣=1.5734E−7Δu6=1.5734E−7
u≈−0.30801…
긴 나눗셈 적용:u+0.30801…5u3−9u2+1=5u2−10.54009…u+3.24655…
5u2−10.54009…u+3.24655…≈0
다음을 위한 하나의 솔루션 찾기 5u2−10.54009…u+3.24655…=0 뉴턴-랩슨을 이용하여:u≈0.37457…
5u2−10.54009…u+3.24655…=0
뉴턴-랩슨 근사 정의
f(u)=5u2−10.54009…u+3.24655…
f′(u)찾다 :10u−10.54009…
dud(5u2−10.54009…u+3.24655…)
합계/차이 규칙 적용: (f±g)′=f′±g′=dud(5u2)−dud(10.54009…u)+dud(3.24655…)
dud(5u2)=10u
dud(5u2)
정수를 빼라: (a⋅f)′=a⋅f′=5dud(u2)
전원 규칙을 적용합니다: dxd(xa)=a⋅xa−1=5⋅2u2−1
단순화=10u
dud(10.54009…u)=10.54009…
dud(10.54009…u)
정수를 빼라: (a⋅f)′=a⋅f′=10.54009…dudu
공통 도함수 적용: dudu=1=10.54009…⋅1
단순화=10.54009…
dud(3.24655…)=0
dud(3.24655…)
상수의 도함수: dxd(a)=0=0
=10u−10.54009…+0
단순화=10u−10.54009…
렛 u0=0계산하다 un+1 까지 Δun+1<0.000001
u1=0.30801…:Δu1=0.30801…
f(u0)=5⋅02−10.54009…⋅0+3.24655…=3.24655…f′(u0)=10⋅0−10.54009…=−10.54009…u1=0.30801…
Δu1=∣0.30801…−0∣=0.30801…Δu1=0.30801…
u2=0.37160…:Δu2=0.06359…
f(u1)=5⋅0.30801…2−10.54009…⋅0.30801…+3.24655…=0.47437…f′(u1)=10⋅0.30801…−10.54009…=−7.45990…u2=0.37160…
Δu2=∣0.37160…−0.30801…∣=0.06359…Δu2=0.06359…
u3=0.37457…:Δu3=0.00296…
f(u2)=5⋅0.37160…2−10.54009…⋅0.37160…+3.24655…=0.02021…f′(u2)=10⋅0.37160…−10.54009…=−6.82399…u3=0.37457…
Δu3=∣0.37457…−0.37160…∣=0.00296…Δu3=0.00296…
u4=0.37457…:Δu4=6.46028E−6
f(u3)=5⋅0.37457…2−10.54009…⋅0.37457…+3.24655…=0.00004…f′(u3)=10⋅0.37457…−10.54009…=−6.79437…u4=0.37457…
Δu4=∣0.37457…−0.37457…∣=6.46028E−6Δu4=6.46028E−6
u5=0.37457…:Δu5=3.07134E−11
f(u4)=5⋅0.37457…2−10.54009…⋅0.37457…+3.24655…=2.08676E−10f′(u4)=10⋅0.37457…−10.54009…=−6.79430…u5=0.37457…
Δu5=∣0.37457…−0.37457…∣=3.07134E−11Δu5=3.07134E−11
u≈0.37457…
긴 나눗셈 적용:u−0.37457…5u2−10.54009…u+3.24655…=5u−8.66720…
5u−8.66720…≈0
u≈1.73344…
해결책은u≈−0.30801…,u≈0.37457…,u≈1.73344…
u≈−0.30801…,u≈0.37457…,u≈1.73344…
솔루션 확인
정의되지 않은 (특이점) 점 찾기:u=0
의 분모를 취하라 −8+u21−u2+5u 그리고 0과 비교한다
u2=0해결 :u=0
u2=0
규칙 적용 xn=0⇒x=0
u=0
다음 지점은 정의되지 않았습니다u=0
정의되지 않은 점을 솔루션과 결합:
u≈−0.30801…,u≈0.37457…,u≈1.73344…
뒤로 대체 u=cos(x)cos(x)≈−0.30801…,cos(x)≈0.37457…,cos(x)≈1.73344…
cos(x)≈−0.30801…,cos(x)≈0.37457…,cos(x)≈1.73344…
cos(x)=−0.30801…:x=arccos(−0.30801…)+2πn,x=−arccos(−0.30801…)+2πn
cos(x)=−0.30801…
트리거 역속성 적용
cos(x)=−0.30801…
일반 솔루션 cos(x)=−0.30801…cos(x)=−a⇒x=arccos(−a)+2πn,x=−arccos(−a)+2πnx=arccos(−0.30801…)+2πn,x=−arccos(−0.30801…)+2πn
x=arccos(−0.30801…)+2πn,x=−arccos(−0.30801…)+2πn
cos(x)=0.37457…:x=arccos(0.37457…)+2πn,x=2π−arccos(0.37457…)+2πn
cos(x)=0.37457…
트리거 역속성 적용
cos(x)=0.37457…
일반 솔루션 cos(x)=0.37457…cos(x)=a⇒x=arccos(a)+2πn,x=2π−arccos(a)+2πnx=arccos(0.37457…)+2πn,x=2π−arccos(0.37457…)+2πn
x=arccos(0.37457…)+2πn,x=2π−arccos(0.37457…)+2πn
cos(x)=1.73344…:해결책 없음
cos(x)=1.73344…
−1≤cos(x)≤1해결책없음
모든 솔루션 결합x=arccos(−0.30801…)+2πn,x=−arccos(−0.30801…)+2πn,x=arccos(0.37457…)+2πn,x=2π−arccos(0.37457…)+2πn
해를 10진수 형식으로 표시x=1.88390…+2πn,x=−1.88390…+2πn,x=1.18685…+2πn,x=2π−1.18685…+2πn