解答
sin4(x)+cos4(x)=85
解答
x=6π+2πn,x=611π+2πn,x=65π+2πn,x=67π+2πn,x=3π+2πn,x=35π+2πn,x=32π+2πn,x=34π+2πn
+1
度数
x=30∘+360∘n,x=330∘+360∘n,x=150∘+360∘n,x=210∘+360∘n,x=60∘+360∘n,x=300∘+360∘n,x=120∘+360∘n,x=240∘+360∘n求解步骤
sin4(x)+cos4(x)=85
两边减去 85sin4(x)+cos4(x)−85=0
化简 sin4(x)+cos4(x)−85:88sin4(x)+8cos4(x)−5
sin4(x)+cos4(x)−85
将项转换为分式: sin4(x)=8sin4(x)8,cos4(x)=8cos4(x)8=8sin4(x)⋅8+8cos4(x)⋅8−85
因为分母相等,所以合并分式: ca±cb=ca±b=8sin4(x)⋅8+cos4(x)⋅8−5
88sin4(x)+8cos4(x)−5=0
g(x)f(x)=0⇒f(x)=08sin4(x)+8cos4(x)−5=0
使用指数法则: ab=a2ab−2−5+8cos4(x)+8sin2(x)sin2(x)=0
使用三角恒等式改写
−5+8cos4(x)+8sin2(x)sin2(x)
使用毕达哥拉斯恒等式: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=−5+8cos4(x)+8(1−cos2(x))(1−cos2(x))
化简 −5+8cos4(x)+8(1−cos2(x))(1−cos2(x)):16cos4(x)−16cos2(x)+3
−5+8cos4(x)+8(1−cos2(x))(1−cos2(x))
8(1−cos2(x))(1−cos2(x))=8(1−cos2(x))2
8(1−cos2(x))(1−cos2(x))
使用指数法则: ab⋅ac=ab+c(1−cos2(x))(1−cos2(x))=(1−cos2(x))1+1=8(1−cos2(x))1+1
数字相加:1+1=2=8(1−cos2(x))2
=−5+8cos4(x)+8(−cos2(x)+1)2
(1−cos2(x))2:1−2cos2(x)+cos4(x)
使用完全平方公式: (a−b)2=a2−2ab+b2a=1,b=cos2(x)
=12−2⋅1⋅cos2(x)+(cos2(x))2
化简 12−2⋅1⋅cos2(x)+(cos2(x))2:1−2cos2(x)+cos4(x)
12−2⋅1⋅cos2(x)+(cos2(x))2
使用法则 1a=112=1=1−2⋅1⋅cos2(x)+(cos2(x))2
2⋅1⋅cos2(x)=2cos2(x)
2⋅1⋅cos2(x)
数字相乘:2⋅1=2=2cos2(x)
(cos2(x))2=cos4(x)
(cos2(x))2
使用指数法则: (ab)c=abc=cos2⋅2(x)
数字相乘:2⋅2=4=cos4(x)
=1−2cos2(x)+cos4(x)
=1−2cos2(x)+cos4(x)
=−5+8cos4(x)+8(1−2cos2(x)+cos4(x))
乘开 8(1−2cos2(x)+cos4(x)):8−16cos2(x)+8cos4(x)
8(1−2cos2(x)+cos4(x))
打开括号=8⋅1+8(−2cos2(x))+8cos4(x)
使用加减运算法则+(−a)=−a=8⋅1−8⋅2cos2(x)+8cos4(x)
化简 8⋅1−8⋅2cos2(x)+8cos4(x):8−16cos2(x)+8cos4(x)
8⋅1−8⋅2cos2(x)+8cos4(x)
数字相乘:8⋅1=8=8−8⋅2cos2(x)+8cos4(x)
数字相乘:8⋅2=16=8−16cos2(x)+8cos4(x)
=8−16cos2(x)+8cos4(x)
=−5+8cos4(x)+8−16cos2(x)+8cos4(x)
化简 −5+8cos4(x)+8−16cos2(x)+8cos4(x):16cos4(x)−16cos2(x)+3
−5+8cos4(x)+8−16cos2(x)+8cos4(x)
对同类项分组=8cos4(x)−16cos2(x)+8cos4(x)−5+8
同类项相加:8cos4(x)+8cos4(x)=16cos4(x)=16cos4(x)−16cos2(x)−5+8
数字相加/相减:−5+8=3=16cos4(x)−16cos2(x)+3
=16cos4(x)−16cos2(x)+3
=16cos4(x)−16cos2(x)+3
3−16cos2(x)+16cos4(x)=0
用替代法求解
3−16cos2(x)+16cos4(x)=0
令:cos(x)=u3−16u2+16u4=0
3−16u2+16u4=0:u=23,u=−23,u=21,u=−21
3−16u2+16u4=0
改写成标准形式 anxn+…+a1x+a0=016u4−16u2+3=0
用v=u2 和 v2=u4改写方程式16v2−16v+3=0
解 16v2−16v+3=0:v=43,v=41
16v2−16v+3=0
使用求根公式求解
16v2−16v+3=0
二次方程求根公式:
若 a=16,b=−16,c=3v1,2=2⋅16−(−16)±(−16)2−4⋅16⋅3
v1,2=2⋅16−(−16)±(−16)2−4⋅16⋅3
(−16)2−4⋅16⋅3=8
(−16)2−4⋅16⋅3
使用指数法则: (−a)n=an,若 n 是偶数(−16)2=162=162−4⋅16⋅3
数字相乘:4⋅16⋅3=192=162−192
162=256=256−192
数字相减:256−192=64=64
因式分解数字: 64=82=82
使用根式运算法则: nan=a82=8=8
v1,2=2⋅16−(−16)±8
将解分隔开v1=2⋅16−(−16)+8,v2=2⋅16−(−16)−8
v=2⋅16−(−16)+8:43
2⋅16−(−16)+8
使用法则 −(−a)=a=2⋅1616+8
数字相加:16+8=24=2⋅1624
数字相乘:2⋅16=32=3224
约分:8=43
v=2⋅16−(−16)−8:41
2⋅16−(−16)−8
使用法则 −(−a)=a=2⋅1616−8
数字相减:16−8=8=2⋅168
数字相乘:2⋅16=32=328
约分:8=41
二次方程组的解是:v=43,v=41
v=43,v=41
代回 v=u2,求解 u
解 u2=43:u=23,u=−23
u2=43
对于 x2=f(a) 解为 x=f(a),−f(a)
u=43,u=−43
43=23
43
使用根式运算法则: nba=nbna, 假定 a≥0,b≥0=43
4=2
4
因式分解数字: 4=22=22
使用根式运算法则: nan=a22=2=2
=23
−43=−23
−43
化简 43:23
43
使用根式运算法则: nba=nbna, 假定 a≥0,b≥0=43
4=2
4
因式分解数字: 4=22=22
使用根式运算法则: nan=a22=2=2
=23
=−23
u=23,u=−23
解 u2=41:u=21,u=−21
u2=41
对于 x2=f(a) 解为 x=f(a),−f(a)
u=41,u=−41
41=21
41
使用根式运算法则: nba=nbna, 假定 a≥0,b≥0=41
4=2
4
因式分解数字: 4=22=22
使用根式运算法则: nan=a22=2=2
=21
使用法则 1=1=21
−41=−21
−41
化简 41:21
41
使用根式运算法则: nba=nbna, 假定 a≥0,b≥0=41
4=2
4
因式分解数字: 4=22=22
使用根式运算法则: nan=a22=2=2
=21
=−21
使用法则 1=1=−21
u=21,u=−21
解为
u=23,u=−23,u=21,u=−21
u=cos(x)代回cos(x)=23,cos(x)=−23,cos(x)=21,cos(x)=−21
cos(x)=23,cos(x)=−23,cos(x)=21,cos(x)=−21
cos(x)=23:x=6π+2πn,x=611π+2πn
cos(x)=23
cos(x)=23的通解
cos(x) 周期表(周期为 2πn):
x06π4π3π2π32π43π65πcos(x)12322210−21−22−23xπ67π45π34π23π35π47π611πcos(x)−1−23−22−210212223
x=6π+2πn,x=611π+2πn
x=6π+2πn,x=611π+2πn
cos(x)=−23:x=65π+2πn,x=67π+2πn
cos(x)=−23
cos(x)=−23的通解
cos(x) 周期表(周期为 2πn):
x06π4π3π2π32π43π65πcos(x)12322210−21−22−23xπ67π45π34π23π35π47π611πcos(x)−1−23−22−210212223
x=65π+2πn,x=67π+2πn
x=65π+2πn,x=67π+2πn
cos(x)=21:x=3π+2πn,x=35π+2πn
cos(x)=21
cos(x)=21的通解
cos(x) 周期表(周期为 2πn):
x06π4π3π2π32π43π65πcos(x)12322210−21−22−23xπ67π45π34π23π35π47π611πcos(x)−1−23−22−210212223
x=3π+2πn,x=35π+2πn
x=3π+2πn,x=35π+2πn
cos(x)=−21:x=32π+2πn,x=34π+2πn
cos(x)=−21
cos(x)=−21的通解
cos(x) 周期表(周期为 2πn):
x06π4π3π2π32π43π65πcos(x)12322210−21−22−23xπ67π45π34π23π35π47π611πcos(x)−1−23−22−210212223
x=32π+2πn,x=34π+2πn
x=32π+2πn,x=34π+2πn
合并所有解x=6π+2πn,x=611π+2πn,x=65π+2πn,x=67π+2πn,x=3π+2πn,x=35π+2πn,x=32π+2πn,x=34π+2πn