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(tan((3a)/2))tan(a/2)=3

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Lösung

(tan(23a​))tan(2a​)=3

Lösung

a=2⋅0.46796…+2πn,a=−2⋅0.46796…+2πn,a=2⋅1.28688…+2πn,a=−2⋅1.28688…+2πn
+1
Grad
a=53.62480…∘+360∘n,a=−53.62480…∘+360∘n,a=147.46577…∘+360∘n,a=−147.46577…∘+360∘n
Schritte zur Lösung
(tan(23a​))tan(2a​)=3
Subtrahiere 3 von beiden Seitentan(23a​)tan(2a​)−3=0
Angenommen: u=2a​tan(3u)tan(u)−3=0
Umschreiben mit Hilfe von Trigonometrie-Identitäten
−3+tan(3u)tan(u)
tan(3u)=1−3tan2(u)3tan(u)−tan3(u)​
tan(3u)
Umschreiben mit Hilfe von Trigonometrie-Identitäten
tan(3u)
Schreibe um=tan(2u+u)
Benutze die Identität der Winkelsumme: tan(s+t)=1−tan(s)tan(t)tan(s)+tan(t)​=1−tan(2u)tan(u)tan(2u)+tan(u)​
=1−tan(2u)tan(u)tan(2u)+tan(u)​
Verwende die Doppelwinkelidentität: tan(2u)=1−tan2(u)2tan(u)​=1−1−tan2(u)2tan(u)​tan(u)1−tan2(u)2tan(u)​+tan(u)​
Vereinfache 1−1−tan2(u)2tan(u)​tan(u)1−tan2(u)2tan(u)​+tan(u)​:1−3tan2(u)3tan(u)−tan3(u)​
1−1−tan2(u)2tan(u)​tan(u)1−tan2(u)2tan(u)​+tan(u)​
1−tan2(u)2tan(u)​tan(u)=1−tan2(u)2tan2(u)​
1−tan2(u)2tan(u)​tan(u)
Multipliziere Brüche: a⋅cb​=ca⋅b​=1−tan2(u)2tan(u)tan(u)​
2tan(u)tan(u)=2tan2(u)
2tan(u)tan(u)
Wende Exponentenregel an: ab⋅ac=ab+ctan(u)tan(u)=tan1+1(u)=2tan1+1(u)
Addiere die Zahlen: 1+1=2=2tan2(u)
=1−tan2(u)2tan2(u)​
=1−−tan2(u)+12tan2(u)​−tan2(u)+12tan(u)​+tan(u)​
Füge 1−tan2(u)2tan(u)​+tan(u)zusammen:1−tan2(u)3tan(u)−tan3(u)​
1−tan2(u)2tan(u)​+tan(u)
Wandle das Element in einen Bruch um: tan(u)=1−tan2(u)tan(u)(1−tan2(u))​=1−tan2(u)2tan(u)​+1−tan2(u)tan(u)(1−tan2(u))​
Da die Nenner gleich sind, fasse die Brüche zusammen.: ca​±cb​=ca±b​=1−tan2(u)2tan(u)+tan(u)(1−tan2(u))​
Multipliziere aus 2tan(u)+tan(u)(1−tan2(u)):3tan(u)−tan3(u)
2tan(u)+tan(u)(1−tan2(u))
Multipliziere aus tan(u)(1−tan2(u)):tan(u)−tan3(u)
tan(u)(1−tan2(u))
Wende das Distributivgesetz an: a(b−c)=ab−aca=tan(u),b=1,c=tan2(u)=tan(u)1−tan(u)tan2(u)
=1tan(u)−tan2(u)tan(u)
Vereinfache 1⋅tan(u)−tan2(u)tan(u):tan(u)−tan3(u)
1tan(u)−tan2(u)tan(u)
1⋅tan(u)=tan(u)
1tan(u)
Multipliziere: 1⋅tan(u)=tan(u)=tan(u)
tan2(u)tan(u)=tan3(u)
tan2(u)tan(u)
Wende Exponentenregel an: ab⋅ac=ab+ctan2(u)tan(u)=tan2+1(u)=tan2+1(u)
Addiere die Zahlen: 2+1=3=tan3(u)
=tan(u)−tan3(u)
=tan(u)−tan3(u)
=2tan(u)+tan(u)−tan3(u)
Addiere gleiche Elemente: 2tan(u)+tan(u)=3tan(u)=3tan(u)−tan3(u)
=1−tan2(u)3tan(u)−tan3(u)​
=1−−tan2(u)+12tan2(u)​1−tan2(u)3tan(u)−tan3(u)​​
Wende Bruchregel an: acb​​=c⋅ab​=(1−tan2(u))(1−1−tan2(u)2tan2(u)​)3tan(u)−tan3(u)​
Füge 1−1−tan2(u)2tan2(u)​zusammen:1−tan2(u)1−3tan2(u)​
1−1−tan2(u)2tan2(u)​
Wandle das Element in einen Bruch um: 1=1−tan2(u)1(1−tan2(u))​=1−tan2(u)1(1−tan2(u))​−1−tan2(u)2tan2(u)​
Da die Nenner gleich sind, fasse die Brüche zusammen.: ca​±cb​=ca±b​=1−tan2(u)1(1−tan2(u))−2tan2(u)​
1⋅(1−tan2(u))−2tan2(u)=1−3tan2(u)
1(1−tan2(u))−2tan2(u)
1⋅(1−tan2(u))=1−tan2(u)
1(1−tan2(u))
Multipliziere: 1⋅(1−tan2(u))=(1−tan2(u))=1−tan2(u)
Entferne die Klammern: (a)=a=1−tan2(u)
=1−tan2(u)−2tan2(u)
Addiere gleiche Elemente: −tan2(u)−2tan2(u)=−3tan2(u)=1−3tan2(u)
=1−tan2(u)1−3tan2(u)​
=−tan2(u)+1−3tan2(u)+1​(−tan2(u)+1)3tan(u)−tan3(u)​
Multipliziere (1−tan2(u))1−tan2(u)1−3tan2(u)​:1−3tan2(u)
(1−tan2(u))1−tan2(u)1−3tan2(u)​
Multipliziere Brüche: a⋅cb​=ca⋅b​=1−tan2(u)(1−3tan2(u))(1−tan2(u))​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: 1−tan2(u)=1−3tan2(u)
=1−3tan2(u)3tan(u)−tan3(u)​
=1−3tan2(u)3tan(u)−tan3(u)​
=−3+1−3tan2(u)3tan(u)−tan3(u)​tan(u)
Multipliziere Brüche: a⋅cb​=ca⋅b​=−3+1−3tan2(u)tan(u)(3tan(u)−tan3(u))​
−3+1−3tan2(u)(−tan3(u)+3tan(u))tan(u)​=0
Löse mit Substitution
−3+1−3tan2(u)(−tan3(u)+3tan(u))tan(u)​=0
Angenommen: tan(u)=u−3+1−3u2(−u3+3u)u​=0
−3+1−3u2(−u3+3u)u​=0:u=6−33​​,u=−6−33​​,u=6+33​​,u=−6+33​​
−3+1−3u2(−u3+3u)u​=0
Multipliziere beide Seiten mit 1−3u2
−3+1−3u2(−u3+3u)u​=0
Multipliziere beide Seiten mit 1−3u2−3(1−3u2)+1−3u2(−u3+3u)u​(1−3u2)=0⋅(1−3u2)
Vereinfache
−3(1−3u2)+1−3u2(−u3+3u)u​(1−3u2)=0⋅(1−3u2)
Vereinfache 1−3u2(−u3+3u)u​(1−3u2):u(−u3+3u)
1−3u2(−u3+3u)u​(1−3u2)
Multipliziere Brüche: a⋅cb​=ca⋅b​=1−3u2(−u3+3u)u(1−3u2)​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: 1−3u2=(−u3+3u)u
Vereinfache 0⋅(1−3u2):0
0⋅(1−3u2)
Wende Regel an 0⋅a=0=0
−3(1−3u2)+u(−u3+3u)=0
−3(1−3u2)+u(−u3+3u)=0
−3(1−3u2)+u(−u3+3u)=0
Löse −3(1−3u2)+u(−u3+3u)=0:u=6−33​​,u=−6−33​​,u=6+33​​,u=−6+33​​
−3(1−3u2)+u(−u3+3u)=0
Schreibe −3(1−3u2)+u(−u3+3u)um:−u4+12u2−3
−3(1−3u2)+u(−u3+3u)
Multipliziere aus −3(1−3u2):−3+9u2
−3(1−3u2)
Wende das Distributivgesetz an: a(b−c)=ab−aca=−3,b=1,c=3u2=−3⋅1−(−3)⋅3u2
Wende Minus-Plus Regeln an−(−a)=a=−3⋅1+3⋅3u2
Vereinfache −3⋅1+3⋅3u2:−3+9u2
−3⋅1+3⋅3u2
Multipliziere die Zahlen: 3⋅1=3=−3+3⋅3u2
Multipliziere die Zahlen: 3⋅3=9=−3+9u2
=−3+9u2
=−3+9u2+u(−u3+3u)
Multipliziere aus u(−u3+3u):−u4+3u2
u(−u3+3u)
Wende das Distributivgesetz an: a(b+c)=ab+aca=u,b=−u3,c=3u=u(−u3)+u⋅3u
Wende Minus-Plus Regeln an+(−a)=−a=−u3u+3uu
Vereinfache −u3u+3uu:−u4+3u2
−u3u+3uu
u3u=u4
u3u
Wende Exponentenregel an: ab⋅ac=ab+cu3u=u3+1=u3+1
Addiere die Zahlen: 3+1=4=u4
3uu=3u2
3uu
Wende Exponentenregel an: ab⋅ac=ab+cuu=u1+1=3u1+1
Addiere die Zahlen: 1+1=2=3u2
=−u4+3u2
=−u4+3u2
=−3+9u2−u4+3u2
Vereinfache −3+9u2−u4+3u2:−u4+12u2−3
−3+9u2−u4+3u2
Fasse gleiche Terme zusammen=−u4+9u2+3u2−3
Addiere gleiche Elemente: 9u2+3u2=12u2=−u4+12u2−3
=−u4+12u2−3
−u4+12u2−3=0
Schreibe die Gleichung um mit v=u2 und v2=u4−v2+12v−3=0
Löse −v2+12v−3=0:v=6−33​,v=6+33​
−v2+12v−3=0
Löse mit der quadratischen Formel
−v2+12v−3=0
Quadratische Formel für Gliechungen:
Für a=−1,b=12,c=−3v1,2​=2(−1)−12±122−4(−1)(−3)​​
v1,2​=2(−1)−12±122−4(−1)(−3)​​
122−4(−1)(−3)​=233​
122−4(−1)(−3)​
Wende Regel an −(−a)=a=122−4⋅1⋅3​
Multipliziere die Zahlen: 4⋅1⋅3=12=122−12​
122=144=144−12​
Subtrahiere die Zahlen: 144−12=132=132​
Primfaktorzerlegung von 132:22⋅3⋅11
132
132ist durch 2132=66⋅2teilbar=2⋅66
66ist durch 266=33⋅2teilbar=2⋅2⋅33
33ist durch 333=11⋅3teilbar=2⋅2⋅3⋅11
2,3,11 sind alles Primzahlen, deshalb ist keine weitere Zerlegung möglich=2⋅2⋅3⋅11
=22⋅3⋅11
=22⋅3⋅11​
Wende Radikal Regel an: nab​=na​nb​=22​3⋅11​
Wende Radikal Regel an: nan​=a22​=2=23⋅11​
Fasse zusammen=233​
v1,2​=2(−1)−12±233​​
Trenne die Lösungenv1​=2(−1)−12+233​​,v2​=2(−1)−12−233​​
v=2(−1)−12+233​​:6−33​
2(−1)−12+233​​
Entferne die Klammern: (−a)=−a=−2⋅1−12+233​​
Multipliziere die Zahlen: 2⋅1=2=−2−12+233​​
Wende Bruchregel an: −b−a​=ba​−12+233​=−(12−233​)=212−233​​
Faktorisiere 12−233​:2(6−33​)
12−233​
Schreibe um=2⋅6−233​
Klammere gleiche Terme aus 2=2(6−33​)
=22(6−33​)​
Teile die Zahlen: 22​=1=6−33​
v=2(−1)−12−233​​:6+33​
2(−1)−12−233​​
Entferne die Klammern: (−a)=−a=−2⋅1−12−233​​
Multipliziere die Zahlen: 2⋅1=2=−2−12−233​​
Wende Bruchregel an: −b−a​=ba​−12−233​=−(12+233​)=212+233​​
Faktorisiere 12+233​:2(6+33​)
12+233​
Schreibe um=2⋅6+233​
Klammere gleiche Terme aus 2=2(6+33​)
=22(6+33​)​
Teile die Zahlen: 22​=1=6+33​
Die Lösungen für die quadratische Gleichung sind: v=6−33​,v=6+33​
v=6−33​,v=6+33​
Setze v=u2wiederein,löse für u
Löse u2=6−33​:u=6−33​​,u=−6−33​​
u2=6−33​
Für x2=f(a) sind die Lösungen x=f(a)​,−f(a)​
u=6−33​​,u=−6−33​​
Löse u2=6+33​:u=6+33​​,u=−6+33​​
u2=6+33​
Für x2=f(a) sind die Lösungen x=f(a)​,−f(a)​
u=6+33​​,u=−6+33​​
Die Lösungen sind
u=6−33​​,u=−6−33​​,u=6+33​​,u=−6+33​​
u=6−33​​,u=−6−33​​,u=6+33​​,u=−6+33​​
Überprüfe die Lösungen
Bestimme unbestimmte (Singularitäts-)Punkte:u=3​1​,u=−3​1​
Nimm den/die Nenner von −3+1−3u2(−u3+3u)u​ und vergleiche mit Null
Löse 1−3u2=0:u=3​1​,u=−3​1​
1−3u2=0
Verschiebe 1auf die rechte Seite
1−3u2=0
Subtrahiere 1 von beiden Seiten1−3u2−1=0−1
Vereinfache−3u2=−1
−3u2=−1
Teile beide Seiten durch −3
−3u2=−1
Teile beide Seiten durch −3−3−3u2​=−3−1​
Vereinfacheu2=31​
u2=31​
Für x2=f(a) sind die Lösungen x=f(a)​,−f(a)​
u=31​​,u=−31​​
31​​=3​1​
31​​
Wende Radikal Regel an: ba​​=b​a​​,a≥0,b≥0=3​1​​
Wende Radikal Regel an: 1​=11​=1=3​1​
−31​​=−3​1​
−31​​
Wende Radikal Regel an: ba​​=b​a​​,a≥0,b≥0=−3​1​​
Wende Radikal Regel an: 1​=11​=1=−3​1​
u=3​1​,u=−3​1​
Die folgenden Punkte sind unbestimmtu=3​1​,u=−3​1​
Kombine die undefinierten Punkte mit den Lösungen:
u=6−33​​,u=−6−33​​,u=6+33​​,u=−6+33​​
Setze in u=tan(u)eintan(u)=6−33​​,tan(u)=−6−33​​,tan(u)=6+33​​,tan(u)=−6+33​​
tan(u)=6−33​​,tan(u)=−6−33​​,tan(u)=6+33​​,tan(u)=−6+33​​
tan(u)=6−33​​:u=arctan(6−33​​)+πn
tan(u)=6−33​​
Wende die Eigenschaften der Trigonometrie an
tan(u)=6−33​​
Allgemeine Lösung für tan(u)=6−33​​tan(x)=a⇒x=arctan(a)+πnu=arctan(6−33​​)+πn
u=arctan(6−33​​)+πn
tan(u)=−6−33​​:u=arctan(−6−33​​)+πn
tan(u)=−6−33​​
Wende die Eigenschaften der Trigonometrie an
tan(u)=−6−33​​
Allgemeine Lösung für tan(u)=−6−33​​tan(x)=−a⇒x=arctan(−a)+πnu=arctan(−6−33​​)+πn
u=arctan(−6−33​​)+πn
tan(u)=6+33​​:u=arctan(6+33​​)+πn
tan(u)=6+33​​
Wende die Eigenschaften der Trigonometrie an
tan(u)=6+33​​
Allgemeine Lösung für tan(u)=6+33​​tan(x)=a⇒x=arctan(a)+πnu=arctan(6+33​​)+πn
u=arctan(6+33​​)+πn
tan(u)=−6+33​​:u=arctan(−6+33​​)+πn
tan(u)=−6+33​​
Wende die Eigenschaften der Trigonometrie an
tan(u)=−6+33​​
Allgemeine Lösung für tan(u)=−6+33​​tan(x)=−a⇒x=arctan(−a)+πnu=arctan(−6+33​​)+πn
u=arctan(−6+33​​)+πn
Kombiniere alle Lösungenu=arctan(6−33​​)+πn,u=arctan(−6−33​​)+πn,u=arctan(6+33​​)+πn,u=arctan(−6+33​​)+πn
Setze in u=2a​ein
2a​=arctan(6−33​​)+πn:a=2arctan(6−33​​)+2πn
2a​=arctan(6−33​​)+πn
Multipliziere beide Seiten mit 2
2a​=arctan(6−33​​)+πn
Multipliziere beide Seiten mit 222a​=2arctan(6−33​​)+2πn
Vereinfachea=2arctan(6−33​​)+2πn
a=2arctan(6−33​​)+2πn
2a​=arctan(−6−33​​)+πn:a=−2arctan(6−33​​)+2πn
2a​=arctan(−6−33​​)+πn
Vereinfache arctan(−6−33​​)+πn:−arctan(6−33​​)+πn
arctan(−6−33​​)+πn
Verwende die folgende Eigenschaft: arctan(−x)=−arctan(x)arctan(−6−33​​)=−arctan(6−33​​)=−arctan(6−33​​)+πn
2a​=−arctan(6−33​​)+πn
Multipliziere beide Seiten mit 2
2a​=−arctan(6−33​​)+πn
Multipliziere beide Seiten mit 222a​=−2arctan(6−33​​)+2πn
Vereinfachea=−2arctan(6−33​​)+2πn
a=−2arctan(6−33​​)+2πn
2a​=arctan(6+33​​)+πn:a=2arctan(6+33​​)+2πn
2a​=arctan(6+33​​)+πn
Multipliziere beide Seiten mit 2
2a​=arctan(6+33​​)+πn
Multipliziere beide Seiten mit 222a​=2arctan(6+33​​)+2πn
Vereinfachea=2arctan(6+33​​)+2πn
a=2arctan(6+33​​)+2πn
2a​=arctan(−6+33​​)+πn:a=−2arctan(6+33​​)+2πn
2a​=arctan(−6+33​​)+πn
Vereinfache arctan(−6+33​​)+πn:−arctan(6+33​​)+πn
arctan(−6+33​​)+πn
Verwende die folgende Eigenschaft: arctan(−x)=−arctan(x)arctan(−6+33​​)=−arctan(6+33​​)=−arctan(6+33​​)+πn
2a​=−arctan(6+33​​)+πn
Multipliziere beide Seiten mit 2
2a​=−arctan(6+33​​)+πn
Multipliziere beide Seiten mit 222a​=−2arctan(6+33​​)+2πn
Vereinfachea=−2arctan(6+33​​)+2πn
a=−2arctan(6+33​​)+2πn
a=2arctan(6−33​​)+2πn,a=−2arctan(6−33​​)+2πn,a=2arctan(6+33​​)+2πn,a=−2arctan(6+33​​)+2πn
Zeige Lösungen in Dezimalform a=2⋅0.46796…+2πn,a=−2⋅0.46796…+2πn,a=2⋅1.28688…+2πn,a=−2⋅1.28688…+2πn

Graph

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1=sqrt(3)sin(x)1=3​sin(x)(sin(115))/(20)=(sin(B))/(15)20sin(115∘)​=15sin(B)​3tan(θ)+1=2tan(θ)3tan(θ)+1=2tan(θ)cos(x)= 18/25cos(x)=2518​sin(x)=-(sqrt(2))/2 ,-pi<= x<= pisin(x)=−22​​,−π≤x≤π
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