解答
arctan(12x)−arctan(x)=0.001
解答
x=2tan(10001)−11+121−48tan2(10001),x=2tan(10001)−11−121−48tan2(10001)
求解步骤
arctan(12x)−arctan(x)=0.001
使用三角恒等式改写
arctan(12x)−arctan(x)
使用和差化积恒等式: arctan(s)−arctan(t)=arctan(1+sts−t)=arctan(1+12xx12x−x)
arctan(1+12xx12x−x)=0.001
使用反三角函数性质
arctan(1+12xx12x−x)=0.001
arctan(x)=a⇒x=tan(a)1+12xx12x−x=tan(0.001)
tan(0.001)=tan(10001)
tan(0.001)
1+12xx12x−x=tan(10001)
1+12xx12x−x=tan(10001)
解 1+12xx12x−x=tan(10001):x=2tan(10001)−11+121−48tan2(10001),x=2tan(10001)−11−121−48tan2(10001)
1+12xx12x−x=tan(10001)
化简 1+12xx12x−x:−12+x211x
1+12xx12x−x
12xx=12x2
12xx
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=12xx
xx=x2
xx
使用指数法则: ab⋅ac=ab+cxx=x1+1=x1+1
数字相加:1+1=2=x2
=12x2
=1+12x212x−x
化简 12x−x:−1211x
12x−x
将项转换为分式: x=12x12=12x−12x⋅12
因为分母相等,所以合并分式: ca±cb=ca±b=12x−x⋅12
同类项相加:x−12x=−11x=12−11x
使用分式法则: b−a=−ba=−1211x
=1+12x2−1211x
使用分式法则: b−a=−ba=−1+12x21211x
使用分式法则: acb=c⋅ab1+12x21211x=12(1+12x2)11x=−12(1+12x2)11x
化简 1+12x2:1212+x2
1+12x2
将项转换为分式: 1=121⋅12=121⋅12+12x2
因为分母相等,所以合并分式: ca±cb=ca±b=121⋅12+x2
数字相乘:1⋅12=12=1212+x2
=−12⋅12x2+1211x
乘 12⋅1212+x2:12+x2
12⋅1212+x2
分式相乘: a⋅cb=ca⋅b=12(12+x2)⋅12
约分:12=12+x2
=−x2+1211x
−12+x211x=tan(10001)
在两边乘以 12+x2
−12+x211x=tan(10001)
在两边乘以 12+x2−12+x211x(12+x2)=tan(10001)(12+x2)
化简−11x=tan(10001)(12+x2)
−11x=tan(10001)(12+x2)
解 −11x=tan(10001)(12+x2):x=2tan(10001)−11+121−48tan2(10001),x=2tan(10001)−11−121−48tan2(10001)
−11x=tan(10001)(12+x2)
展开 tan(10001)(12+x2):12tan(10001)+tan(10001)x2
tan(10001)(12+x2)
使用分配律: a(b+c)=ab+aca=tan(10001),b=12,c=x2=tan(10001)⋅12+tan(10001)x2
=12tan(10001)+tan(10001)x2
−11x=12tan(10001)+tan(10001)x2
交换两边12tan(10001)+tan(10001)x2=−11x
将 11xpara o lado esquerdo
12tan(10001)+tan(10001)x2=−11x
两边加上 11x12tan(10001)+tan(10001)x2+11x=−11x+11x
化简12tan(10001)+tan(10001)x2+11x=0
12tan(10001)+tan(10001)x2+11x=0
改写成标准形式 ax2+bx+c=0tan(10001)x2+11x+12tan(10001)=0
使用求根公式求解
tan(10001)x2+11x+12tan(10001)=0
二次方程求根公式:
若 a=tan(10001),b=11,c=12tan(10001)x1,2=2tan(10001)−11±112−4tan(10001)⋅12tan(10001)
x1,2=2tan(10001)−11±112−4tan(10001)⋅12tan(10001)
112−4tan(10001)⋅12tan(10001)=121−48tan2(10001)
112−4tan(10001)⋅12tan(10001)
4tan(10001)⋅12tan(10001)=48tan2(10001)
4tan(10001)⋅12tan(10001)
数字相乘:4⋅12=48=48tan(10001)tan(10001)
使用指数法则: ab⋅ac=ab+ctan(10001)tan(10001)=tan1+1(10001)=48tan1+1(10001)
数字相加:1+1=2=48tan2(10001)
=112−48tan2(10001)
112=121=121−48tan2(10001)
x1,2=2tan(10001)−11±121−48tan2(10001)
将解分隔开x1=2tan(10001)−11+121−48tan2(10001),x2=2tan(10001)−11−121−48tan2(10001)
x=2tan(10001)−11+121−48tan2(10001)
x=2tan(10001)−11−121−48tan2(10001)
二次方程组的解是:x=2tan(10001)−11+121−48tan2(10001),x=2tan(10001)−11−121−48tan2(10001)
x=2tan(10001)−11+121−48tan2(10001),x=2tan(10001)−11−121−48tan2(10001)
x=2tan(10001)−11+121−48tan2(10001),x=2tan(10001)−11−121−48tan2(10001)
将解代入原方程进行验证
将它们代入 arctan(12x)−arctan(x)=0.001检验解是否符合
去除与方程不符的解。
检验 2tan(10001)−11+121−48tan2(10001)的解:真
2tan(10001)−11+121−48tan2(10001)
代入 n=12tan(10001)−11+121−48tan2(10001)
对于 arctan(12x)−arctan(x)=0.001代入x=2tan(10001)−11+121−48tan2(10001)arctan122tan(10001)−11+121−48tan2(10001)−arctan2tan(10001)−11+121−48tan2(10001)=0.001
整理后得0.00099…=0.001
⇒真
检验 2tan(10001)−11−121−48tan2(10001)的解:真
2tan(10001)−11−121−48tan2(10001)
代入 n=12tan(10001)−11−121−48tan2(10001)
对于 arctan(12x)−arctan(x)=0.001代入x=2tan(10001)−11−121−48tan2(10001)arctan122tan(10001)−11−121−48tan2(10001)−arctan2tan(10001)−11−121−48tan2(10001)=0.001
整理后得0.001=0.001
⇒真
x=2tan(10001)−11+121−48tan2(10001),x=2tan(10001)−11−121−48tan2(10001)