해법
3tanh2(θ)=5sech(θ)+1
해법
θ=ln(0.17157…),θ=ln(5.82842…)
+1
도
θ=−100.99797…∘,θ=100.99797…∘솔루션 단계
3tanh2(θ)=5sech(θ)+1
삼각성을 사용하여 다시 쓰기
3tanh2(θ)=5sech(θ)+1
하이퍼볼라식별사용: tanh(x)=ex+e−xex−e−x3(eθ+e−θeθ−e−θ)2=5sech(θ)+1
하이퍼볼라식별사용: sech(x)=ex+e−x23(eθ+e−θeθ−e−θ)2=5⋅eθ+e−θ2+1
3(eθ+e−θeθ−e−θ)2=5⋅eθ+e−θ2+1
3(eθ+e−θeθ−e−θ)2=5⋅eθ+e−θ2+1:θ=ln(0.17157…),θ=ln(5.82842…)
3(eθ+e−θeθ−e−θ)2=5⋅eθ+e−θ2+1
지수 규칙 적용
3(eθ+e−θeθ−e−θ)2=5⋅eθ+e−θ2+1
지수 규칙 적용: abc=(ab)ce−θ=(eθ)−13(eθ+(eθ)−1eθ−(eθ)−1)2=5⋅eθ+(eθ)−12+1
3(eθ+(eθ)−1eθ−(eθ)−1)2=5⋅eθ+(eθ)−12+1
다음으로 방정식 다시 쓰기 eθ=u3(u+(u)−1u−(u)−1)2=5⋅u+(u)−12+1
3(u+u−1u−u−1)2=5⋅u+u−12+1해결 :u≈0.17157…,u≈5.82842…
3(u+u−1u−u−1)2=5⋅u+u−12+1
다듬다(u2+1)23(u2−1)2=u2+110u+1
최소공배수로 곱하기
(u2+1)23(u2−1)2=u2+110u+1
최소공통승수 찾기 (u2+1)2,u2+1:(u2+1)2
(u2+1)2,u2+1
최저공통승수 (LCM)
다음 중 하나에 나타나는 요인으로 구성된 식을 계산합니다 (u2+1)2 혹은 u2+1=(u2+1)2
최소공약배수=(u2+1)2(u2+1)23(u2−1)2(u2+1)2=u2+110u(u2+1)2+1⋅(u2+1)2
단순화
(u2+1)23(u2−1)2(u2+1)2=u2+110u(u2+1)2+1⋅(u2+1)2
(u2+1)23(u2−1)2(u2+1)2간소화하다 :3(u2−1)2
(u2+1)23(u2−1)2(u2+1)2
다중 분수: a⋅cb=ca⋅b=(u2+1)23(u2−1)2(u2+1)2
공통 요인 취소: (u2+1)2=3(u2−1)2
u2+110u(u2+1)2간소화하다 :10u(u2+1)
u2+110u(u2+1)2
다중 분수: a⋅cb=ca⋅b=u2+110u(u2+1)2
공통 요인 취소: u2+1=10u(u2+1)
1⋅(u2+1)2간소화하다 :(u2+1)2
1⋅(u2+1)2
곱하다: 1⋅(u2+1)2=(u2+1)2=(u2+1)2
3(u2−1)2=10u(u2+1)+(u2+1)2
3(u2−1)2=10u(u2+1)+(u2+1)2
3(u2−1)2=10u(u2+1)+(u2+1)2
3(u2−1)2=10u(u2+1)+(u2+1)2해결 :u≈0.17157…,u≈5.82842…
3(u2−1)2=10u(u2+1)+(u2+1)2
3(u2−1)2 확장 :3u4−6u2+3
3(u2−1)2
(u2−1)2=u4−2u2+1
(u2−1)2
완벽한 정사각형 공식 적용: (a−b)2=a2−2ab+b2a=u2,b=1
=(u2)2−2u2⋅1+12
(u2)2−2u2⋅1+12단순화하세요:u4−2u2+1
(u2)2−2u2⋅1+12
규칙 적용 1a=112=1=(u2)2−2⋅1⋅u2+1
(u2)2=u4
(u2)2
지수 규칙 적용: (ab)c=abc=u2⋅2
숫자를 곱하시오: 2⋅2=4=u4
2u2⋅1=2u2
2u2⋅1
숫자를 곱하시오: 2⋅1=2=2u2
=u4−2u2+1
=u4−2u2+1
=3(u4−2u2+1)
괄호 배포=3u4+3(−2u2)+3⋅1
마이너스 플러스 규칙 적용+(−a)=−a=3u4−3⋅2u2+3⋅1
3u4−3⋅2u2+3⋅1단순화하세요:3u4−6u2+3
3u4−3⋅2u2+3⋅1
숫자를 곱하시오: 3⋅2=6=3u4−6u2+3⋅1
숫자를 곱하시오: 3⋅1=3=3u4−6u2+3
=3u4−6u2+3
10u(u2+1)+(u2+1)2 확장 :10u3+10u+u4+2u2+1
10u(u2+1)+(u2+1)2
(u2+1)2:u4+2u2+1
완벽한 정사각형 공식 적용: (a+b)2=a2+2ab+b2a=u2,b=1
=(u2)2+2u2⋅1+12
(u2)2+2u2⋅1+12단순화하세요:u4+2u2+1
(u2)2+2u2⋅1+12
규칙 적용 1a=112=1=(u2)2+2⋅1⋅u2+1
(u2)2=u4
(u2)2
지수 규칙 적용: (ab)c=abc=u2⋅2
숫자를 곱하시오: 2⋅2=4=u4
2u2⋅1=2u2
2u2⋅1
숫자를 곱하시오: 2⋅1=2=2u2
=u4+2u2+1
=u4+2u2+1
=10u(u2+1)+u4+2u2+1
10u(u2+1)확대한다:10u3+10u
10u(u2+1)
분배 법칙 적용: a(b+c)=ab+aca=10u,b=u2,c=1=10uu2+10u⋅1
=10u2u+10⋅1⋅u
10u2u+10⋅1⋅u단순화하세요:10u3+10u
10u2u+10⋅1⋅u
10u2u=10u3
10u2u
지수 규칙 적용: ab⋅ac=ab+cu2u=u2+1=10u2+1
숫자 추가: 2+1=3=10u3
10⋅1⋅u=10u
10⋅1⋅u
숫자를 곱하시오: 10⋅1=10=10u
=10u3+10u
=10u3+10u
=10u3+10u+u4+2u2+1
3u4−6u2+3=10u3+10u+u4+2u2+1
측면 전환10u3+10u+u4+2u2+1=3u4−6u2+3
3를 왼쪽으로 이동
10u3+10u+u4+2u2+1=3u4−6u2+3
빼다 3 양쪽에서10u3+10u+u4+2u2+1−3=3u4−6u2+3−3
단순화u4+10u3+2u2+10u−2=3u4−6u2
u4+10u3+2u2+10u−2=3u4−6u2
6u2를 왼쪽으로 이동
u4+10u3+2u2+10u−2=3u4−6u2
더하다 6u2 양쪽으로u4+10u3+2u2+10u−2+6u2=3u4−6u2+6u2
단순화u4+10u3+8u2+10u−2=3u4
u4+10u3+8u2+10u−2=3u4
3u4를 왼쪽으로 이동
u4+10u3+8u2+10u−2=3u4
빼다 3u4 양쪽에서u4+10u3+8u2+10u−2−3u4=3u4−3u4
단순화−2u4+10u3+8u2+10u−2=0
−2u4+10u3+8u2+10u−2=0
다음을 위한 하나의 솔루션 찾기 −2u4+10u3+8u2+10u−2=0 뉴턴-랩슨을 이용하여:u≈0.17157…
−2u4+10u3+8u2+10u−2=0
뉴턴-랩슨 근사 정의
f(u)=−2u4+10u3+8u2+10u−2
f′(u)찾다 :−8u3+30u2+16u+10
dud(−2u4+10u3+8u2+10u−2)
합계/차이 규칙 적용: (f±g)′=f′±g′=−dud(2u4)+dud(10u3)+dud(8u2)+dud(10u)−dud(2)
dud(2u4)=8u3
dud(2u4)
정수를 빼라: (a⋅f)′=a⋅f′=2dud(u4)
전원 규칙을 적용합니다: dxd(xa)=a⋅xa−1=2⋅4u4−1
단순화=8u3
dud(10u3)=30u2
dud(10u3)
정수를 빼라: (a⋅f)′=a⋅f′=10dud(u3)
전원 규칙을 적용합니다: dxd(xa)=a⋅xa−1=10⋅3u3−1
단순화=30u2
dud(8u2)=16u
dud(8u2)
정수를 빼라: (a⋅f)′=a⋅f′=8dud(u2)
전원 규칙을 적용합니다: dxd(xa)=a⋅xa−1=8⋅2u2−1
단순화=16u
dud(10u)=10
dud(10u)
정수를 빼라: (a⋅f)′=a⋅f′=10dudu
공통 도함수 적용: dudu=1=10⋅1
단순화=10
dud(2)=0
dud(2)
상수의 도함수: dxd(a)=0=0
=−8u3+30u2+16u+10−0
단순화=−8u3+30u2+16u+10
렛 u0=0계산하다 un+1 까지 Δun+1<0.000001
u1=0.2:Δu1=0.2
f(u0)=−2⋅04+10⋅03+8⋅02+10⋅0−2=−2f′(u0)=−8⋅03+30⋅02+16⋅0+10=10u1=0.2
Δu1=∣0.2−0∣=0.2Δu1=0.2
u2=0.17232…:Δu2=0.02767…
f(u1)=−2⋅0.24+10⋅0.23+8⋅0.22+10⋅0.2−2=0.3968f′(u1)=−8⋅0.23+30⋅0.22+16⋅0.2+10=14.336u2=0.17232…
Δu2=∣0.17232…−0.2∣=0.02767…Δu2=0.02767…
u3=0.17157…:Δu3=0.00074…
f(u2)=−2⋅0.17232…4+10⋅0.17232…3+8⋅0.17232…2+10⋅0.17232…−2=0.01017…f′(u2)=−8⋅0.17232…3+30⋅0.17232…2+16⋅0.17232…+10=13.60704…u3=0.17157…
Δu3=∣0.17157…−0.17232…∣=0.00074…Δu3=0.00074…
u4=0.17157…:Δu4=5.2738E−7
f(u3)=−2⋅0.17157…4+10⋅0.17157…3+8⋅0.17157…2+10⋅0.17157…−2=7.16598E−6f′(u3)=−8⋅0.17157…3+30⋅0.17157…2+16⋅0.17157…+10=13.58789…u4=0.17157…
Δu4=∣0.17157…−0.17157…∣=5.2738E−7Δu4=5.2738E−7
u≈0.17157…
긴 나눗셈 적용:u−0.17157…−2u4+10u3+8u2+10u−2=−2u3+9.65685…u2+9.65685…u+11.65685…
−2u3+9.65685…u2+9.65685…u+11.65685…≈0
다음을 위한 하나의 솔루션 찾기 −2u3+9.65685…u2+9.65685…u+11.65685…=0 뉴턴-랩슨을 이용하여:u≈5.82842…
−2u3+9.65685…u2+9.65685…u+11.65685…=0
뉴턴-랩슨 근사 정의
f(u)=−2u3+9.65685…u2+9.65685…u+11.65685…
f′(u)찾다 :−6u2+19.31370…u+9.65685…
dud(−2u3+9.65685…u2+9.65685…u+11.65685…)
합계/차이 규칙 적용: (f±g)′=f′±g′=−dud(2u3)+dud(9.65685…u2)+dud(9.65685…u)+dud(11.65685…)
dud(2u3)=6u2
dud(2u3)
정수를 빼라: (a⋅f)′=a⋅f′=2dud(u3)
전원 규칙을 적용합니다: dxd(xa)=a⋅xa−1=2⋅3u3−1
단순화=6u2
dud(9.65685…u2)=19.31370…u
dud(9.65685…u2)
정수를 빼라: (a⋅f)′=a⋅f′=9.65685…dud(u2)
전원 규칙을 적용합니다: dxd(xa)=a⋅xa−1=9.65685…⋅2u2−1
단순화=19.31370…u
dud(9.65685…u)=9.65685…
dud(9.65685…u)
정수를 빼라: (a⋅f)′=a⋅f′=9.65685…dudu
공통 도함수 적용: dudu=1=9.65685…⋅1
단순화=9.65685…
dud(11.65685…)=0
dud(11.65685…)
상수의 도함수: dxd(a)=0=0
=−6u2+19.31370…u+9.65685…+0
단순화=−6u2+19.31370…u+9.65685…
렛 u0=1계산하다 un+1 까지 Δun+1<0.000001
u1=−0.26120…:Δu1=1.26120…
f(u0)=−2⋅13+9.65685…⋅12+9.65685…⋅1+11.65685…=28.97056…f′(u0)=−6⋅12+19.31370…⋅1+9.65685…=22.97056…u1=−0.26120…
Δu1=∣−0.26120…−1∣=1.26120…Δu1=1.26120…
u2=−2.59994…:Δu2=2.33873…
f(u1)=−2(−0.26120…)3+9.65685…(−0.26120…)2+9.65685…(−0.26120…)+11.65685…=9.82895…f′(u1)=−6(−0.26120…)2+19.31370…(−0.26120…)+9.65685…=4.20267…u2=−2.59994…
Δu2=∣−2.59994…−(−0.26120…)∣=2.33873…Δu2=2.33873…
u3=−1.52768…:Δu3=1.07225…
f(u2)=−2(−2.59994…)3+9.65685…(−2.59994…)2+9.65685…(−2.59994…)+11.65685…=86.97662…f′(u2)=−6(−2.59994…)2+19.31370…(−2.59994…)+9.65685…=−81.11583…u3=−1.52768…
Δu3=∣−1.52768…−(−2.59994…)∣=1.07225…Δu3=1.07225…
u4=−0.74271…:Δu4=0.78497…
f(u3)=−2(−1.52768…)3+9.65685…(−1.52768…)2+9.65685…(−1.52768…)+11.65685…=26.57243…f′(u3)=−6(−1.52768…)2+19.31370…(−1.52768…)+9.65685…=−33.85150…u4=−0.74271…
Δu4=∣−0.74271…−(−1.52768…)∣=0.78497…Δu4=0.78497…
u5=0.58655…:Δu5=1.32927…
f(u4)=−2(−0.74271…)3+9.65685…(−0.74271…)2+9.65685…(−0.74271…)+11.65685…=10.63096…f′(u4)=−6(−0.74271…)2+19.31370…(−0.74271…)+9.65685…=−7.99758…u5=0.58655…
Δu5=∣0.58655…−(−0.74271…)∣=1.32927…Δu5=1.32927…
u6=−0.48314…:Δu6=1.06969…
f(u5)=−2⋅0.58655…3+9.65685…⋅0.58655…2+9.65685…⋅0.58655…+11.65685…=20.23988…f′(u5)=−6⋅0.58655…2+19.31370…⋅0.58655…+9.65685…=18.92109…u6=−0.48314…
Δu6=∣−0.48314…−0.58655…∣=1.06969…Δu6=1.06969…
u7=8.32623…:Δu7=8.80938…
f(u6)=−2(−0.48314…)3+9.65685…(−0.48314…)2+9.65685…(−0.48314…)+11.65685…=9.47094…f′(u6)=−6(−0.48314…)2+19.31370…(−0.48314…)+9.65685…=−1.07509…u7=8.32623…
Δu7=∣8.32623…−(−0.48314…)∣=8.80938…Δu7=8.80938…
u8=6.72569…:Δu8=1.60054…
f(u7)=−2⋅8.32623…3+9.65685…⋅8.32623…2+9.65685…⋅8.32623…+11.65685…=−392.91766…f′(u7)=−6⋅8.32623…2+19.31370…⋅8.32623…+9.65685…=−245.48993…u8=6.72569…
Δu8=∣6.72569…−8.32623…∣=1.60054…Δu8=1.60054…
u9=6.00490…:Δu9=0.72078…
f(u8)=−2⋅6.72569…3+9.65685…⋅6.72569…2+9.65685…⋅6.72569…+11.65685…=−95.03936…f′(u8)=−6⋅6.72569…2+19.31370…⋅6.72569…+9.65685…=−131.85466…u9=6.00490…
Δu9=∣6.00490…−6.72569…∣=0.72078…Δu9=0.72078…
u10=5.83735…:Δu10=0.16754…
f(u9)=−2⋅6.00490…3+9.65685…⋅6.00490…2+9.65685…⋅6.00490…+11.65685…=−15.19941…f′(u9)=−6⋅6.00490…2+19.31370…⋅6.00490…+9.65685…=−90.71934…u10=5.83735…
Δu10=∣5.83735…−6.00490…∣=0.16754…Δu10=0.16754…
u11=5.82845…:Δu11=0.00890…
f(u10)=−2⋅5.83735…3+9.65685…⋅5.83735…2+9.65685…⋅5.83735…+11.65685…=−0.73089…f′(u10)=−6⋅5.83735…2+19.31370…⋅5.83735…+9.65685…=−82.05068…u11=5.82845…
Δu11=∣5.82845…−5.83735…∣=0.00890…Δu11=0.00890…
u12=5.82842…:Δu12=0.00002…
f(u11)=−2⋅5.82845…3+9.65685…⋅5.82845…2+9.65685…⋅5.82845…+11.65685…=−0.00201…f′(u11)=−6⋅5.82845…2+19.31370…⋅5.82845…+9.65685…=−81.59922…u12=5.82842…
Δu12=∣5.82842…−5.82845…∣=0.00002…Δu12=0.00002…
u13=5.82842…:Δu13=1.88507E−10
f(u12)=−2⋅5.82842…3+9.65685…⋅5.82842…2+9.65685…⋅5.82842…+11.65685…=−1.53818E−8f′(u12)=−6⋅5.82842…2+19.31370…⋅5.82842…+9.65685…=−81.59797…u13=5.82842…
Δu13=∣5.82842…−5.82842…∣=1.88507E−10Δu13=1.88507E−10
u≈5.82842…
긴 나눗셈 적용:u−5.82842…−2u3+9.65685…u2+9.65685…u+11.65685…=−2u2−2.00000…u−2.00000…
−2u2−2.00000…u−2.00000…≈0
다음을 위한 하나의 솔루션 찾기 −2u2−2.00000…u−2.00000…=0 뉴턴-랩슨을 이용하여:솔루션 없음 u∈R
−2u2−2.00000…u−2.00000…=0
뉴턴-랩슨 근사 정의
f(u)=−2u2−2.00000…u−2.00000…
f′(u)찾다 :−4u−2.00000…
dud(−2u2−2.00000…u−2.00000…)
합계/차이 규칙 적용: (f±g)′=f′±g′=−dud(2u2)−dud(2.00000…u)−dud(2.00000…)
dud(2u2)=4u
dud(2u2)
정수를 빼라: (a⋅f)′=a⋅f′=2dud(u2)
전원 규칙을 적용합니다: dxd(xa)=a⋅xa−1=2⋅2u2−1
단순화=4u
dud(2.00000…u)=2.00000…
dud(2.00000…u)
정수를 빼라: (a⋅f)′=a⋅f′=2.00000…dudu
공통 도함수 적용: dudu=1=2.00000…⋅1
단순화=2.00000…
dud(2.00000…)=0
dud(2.00000…)
상수의 도함수: dxd(a)=0=0
=−4u−2.00000…−0
단순화=−4u−2.00000…
렛 u0=−1계산하다 un+1 까지 Δun+1<0.000001
u1=2.53131E−13:Δu1=1
f(u0)=−2(−1)2−2.00000…(−1)−2.00000…=−2f′(u0)=−4(−1)−2.00000…=1.99999…u1=2.53131E−13
Δu1=∣2.53131E−13−(−1)∣=1Δu1=1
u2=−0.99999…:Δu2=0.99999…
f(u1)=−2⋅2.53131E−132−2.00000…⋅2.53131E−13−2.00000…=−2.00000…f′(u1)=−4⋅2.53131E−13−2.00000…=−2.00000…u2=−0.99999…
Δu2=∣−0.99999…−2.53131E−13∣=0.99999…Δu2=0.99999…
u3=1.26743E−12:Δu3=1.00000…
f(u2)=−2(−0.99999…)2−2.00000…(−0.99999…)−2.00000…=−1.99999…f′(u2)=−4(−0.99999…)−2.00000…=1.99999…u3=1.26743E−12
Δu3=∣1.26743E−12−(−0.99999…)∣=1.00000…Δu3=1.00000…
u4=−0.99999…:Δu4=0.99999…
f(u3)=−2⋅1.26743E−122−2.00000…⋅1.26743E−12−2.00000…=−2.00000…f′(u3)=−4⋅1.26743E−12−2.00000…=−2.00000…u4=−0.99999…
Δu4=∣−0.99999…−1.26743E−12∣=0.99999…Δu4=0.99999…
u5=5.32463E−12:Δu5=1.00000…
f(u4)=−2(−0.99999…)2−2.00000…(−0.99999…)−2.00000…=−1.99999…f′(u4)=−4(−0.99999…)−2.00000…=1.99999…u5=5.32463E−12
Δu5=∣5.32463E−12−(−0.99999…)∣=1.00000…Δu5=1.00000…
u6=−0.99999…:Δu6=0.99999…
f(u5)=−2⋅5.32463E−122−2.00000…⋅5.32463E−12−2.00000…=−2.00000…f′(u5)=−4⋅5.32463E−12−2.00000…=−2.00000…u6=−0.99999…
Δu6=∣−0.99999…−5.32463E−12∣=0.99999…Δu6=0.99999…
u7=2.15534E−11:Δu7=1.00000…
f(u6)=−2(−0.99999…)2−2.00000…(−0.99999…)−2.00000…=−1.99999…f′(u6)=−4(−0.99999…)−2.00000…=1.99999…u7=2.15534E−11
Δu7=∣2.15534E−11−(−0.99999…)∣=1.00000…Δu7=1.00000…
u8=−0.99999…:Δu8=0.99999…
f(u7)=−2⋅2.15534E−112−2.00000…⋅2.15534E−11−2.00000…=−2.00000…f′(u7)=−4⋅2.15534E−11−2.00000…=−2.00000…u8=−0.99999…
Δu8=∣−0.99999…−2.15534E−11∣=0.99999…Δu8=0.99999…
u9=8.64686E−11:Δu9=1.00000…
f(u8)=−2(−0.99999…)2−2.00000…(−0.99999…)−2.00000…=−1.99999…f′(u8)=−4(−0.99999…)−2.00000…=1.99999…u9=8.64686E−11
Δu9=∣8.64686E−11−(−0.99999…)∣=1.00000…Δu9=1.00000…
해결 방법을 찾을 수 없습니다
해결책은u≈0.17157…,u≈5.82842…
u≈0.17157…,u≈5.82842…
솔루션 확인
정의되지 않은 (특이점) 점 찾기:u=0
의 분모를 취하라 3(u+u−1u−u−1)2 그리고 0과 비교한다
u=0
의 분모를 취하라 5u+u−12+1 그리고 0과 비교한다
u=0
다음 지점은 정의되지 않았습니다u=0
정의되지 않은 점을 솔루션과 결합:
u≈0.17157…,u≈5.82842…
u≈0.17157…,u≈5.82842…
다시 대체 u=eθ,을 해결하다 θ
eθ=0.17157…해결 :θ=ln(0.17157…)
eθ=0.17157…
지수 규칙 적용
eθ=0.17157…
만약에 f(x)=g(x), 그렇다면 ln(f(x))=ln(g(x))ln(eθ)=ln(0.17157…)
로그 규칙 적용: ln(ea)=aln(eθ)=θθ=ln(0.17157…)
θ=ln(0.17157…)
eθ=5.82842…해결 :θ=ln(5.82842…)
eθ=5.82842…
지수 규칙 적용
eθ=5.82842…
만약에 f(x)=g(x), 그렇다면 ln(f(x))=ln(g(x))ln(eθ)=ln(5.82842…)
로그 규칙 적용: ln(ea)=aln(eθ)=θθ=ln(5.82842…)
θ=ln(5.82842…)
θ=ln(0.17157…),θ=ln(5.82842…)
θ=ln(0.17157…),θ=ln(5.82842…)