פתרון
2cos(x)cos3(x)+cos2(x)−sin2(x)=cos(x)
פתרון
x=2.05721…+2πn,x=−2.05721…+2πn,x=0.72493…+2πn,x=2π−0.72493…+2πn
+1
מעלות
x=117.86956…∘+360∘n,x=−117.86956…∘+360∘n,x=41.53566…∘+360∘n,x=318.46433…∘+360∘nצעדי פתרון
2cos(x)cos3(x)+cos2(x)−sin2(x)=cos(x)
משני האגפים cos(x)החסר2cos4(x)+cos2(x)−sin2(x)−cos(x)=0
Rewrite using trig identities
−cos(x)+cos2(x)−sin2(x)+2cos4(x)
cos2(x)+sin2(x)=1 :הפעל זהות פיטגוריתsin2(x)=1−cos2(x)=−cos(x)+cos2(x)−(1−cos2(x))+2cos4(x)
−cos(x)+cos2(x)−(1−cos2(x))+2cos4(x)פשט את:−cos(x)+2cos2(x)+2cos4(x)−1
−cos(x)+cos2(x)−(1−cos2(x))+2cos4(x)
−(1−cos2(x)):−1+cos2(x)
−(1−cos2(x))
פתח סוגריים =−(1)−(−cos2(x))
הפעל חוקי מינוס-פלוס−(−a)=a,−(a)=−a=−1+cos2(x)
=−cos(x)+cos2(x)−1+cos2(x)+2cos4(x)
−cos(x)+cos2(x)−1+cos2(x)+2cos4(x)פשט את:−cos(x)+2cos2(x)+2cos4(x)−1
−cos(x)+cos2(x)−1+cos2(x)+2cos4(x)
קבץ ביטויים דומים יחד=−cos(x)+cos2(x)+cos2(x)+2cos4(x)−1
cos2(x)+cos2(x)=2cos2(x):חבר איברים דומים=−cos(x)+2cos2(x)+2cos4(x)−1
=−cos(x)+2cos2(x)+2cos4(x)−1
=−cos(x)+2cos2(x)+2cos4(x)−1
−1−cos(x)+2cos2(x)+2cos4(x)=0
בעזרת שיטת ההצבה
−1−cos(x)+2cos2(x)+2cos4(x)=0
cos(x)=u:נניח ש−1−u+2u2+2u4=0
−1−u+2u2+2u4=0:u≈−0.46746…,u≈0.74854…
−1−u+2u2+2u4=0
anxn+…+a1x+a0=0כתוב בצורה הסטנדרטית 2u4+2u2−u−1=0
בשיטת ניטון-רפסון 2u4+2u2−u−1=0מצא פתרון אחד ל:u≈−0.46746…
2u4+2u2−u−1=0
הגדרת קירוב ניוטון-רפזון
f(u)=2u4+2u2−u−1
f′(u)מצא את:8u3+4u−1
dud(2u4+2u2−u−1)
(f±g)′=f′±g′ :השתמש בחוק החיבור=dud(2u4)+dud(2u2)−dudu−dud(1)
dud(2u4)=8u3
dud(2u4)
(a⋅f)′=a⋅f′ :הוצא את הקבוע=2dud(u4)
dxd(xa)=a⋅xa−1 :השתמש בחוק החזקה=2⋅4u4−1
פשט=8u3
dud(2u2)=4u
dud(2u2)
(a⋅f)′=a⋅f′ :הוצא את הקבוע=2dud(u2)
dxd(xa)=a⋅xa−1 :השתמש בחוק החזקה=2⋅2u2−1
פשט=4u
dudu=1
dudu
dudu=1 :השתמש בנגזרת הבסיסית=1
dud(1)=0
dud(1)
dxd(a)=0 :נגזרת של קבוע=0
=8u3+4u−1−0
פשט=8u3+4u−1
u0=−1החלף Δun+1<0.000001עד ש un+1חשב
u1=−0.69230…:Δu1=0.30769…
f(u0)=2(−1)4+2(−1)2−(−1)−1=4f′(u0)=8(−1)3+4(−1)−1=−13u1=−0.69230…
Δu1=∣−0.69230…−(−1)∣=0.30769…Δu1=0.30769…
u2=−0.51946…:Δu2=0.17284…
f(u1)=2(−0.69230…)4+2(−0.69230…)2−(−0.69230…)−1=1.11032…f′(u1)=8(−0.69230…)3+4(−0.69230…)−1=−6.42375…u2=−0.51946…
Δu2=∣−0.51946…−(−0.69230…)∣=0.17284…Δu2=0.17284…
u3=−0.47069…:Δu3=0.04876…
f(u2)=2(−0.51946…)4+2(−0.51946…)2−(−0.51946…)−1=0.20476…f′(u2)=8(−0.51946…)3+4(−0.51946…)−1=−4.19921…u3=−0.47069…
Δu3=∣−0.47069…−(−0.51946…)∣=0.04876…Δu3=0.04876…
u4=−0.46747…:Δu4=0.00322…
f(u3)=2(−0.47069…)4+2(−0.47069…)2−(−0.47069…)−1=0.01198…f′(u3)=8(−0.47069…)3+4(−0.47069…)−1=−3.71707…u4=−0.46747…
Δu4=∣−0.46747…−(−0.47069…)∣=0.00322…Δu4=0.00322…
u5=−0.46746…:Δu5=0.00001…
f(u4)=2(−0.46747…)4+2(−0.46747…)2−(−0.46747…)−1=0.00004…f′(u4)=8(−0.46747…)3+4(−0.46747…)−1=−3.68715…u5=−0.46746…
Δu5=∣−0.46746…−(−0.46747…)∣=0.00001…Δu5=0.00001…
u6=−0.46746…:Δu6=2.15174E−10
f(u5)=2(−0.46746…)4+2(−0.46746…)2−(−0.46746…)−1=7.93353E−10f′(u5)=8(−0.46746…)3+4(−0.46746…)−1=−3.68703…u6=−0.46746…
Δu6=∣−0.46746…−(−0.46746…)∣=2.15174E−10Δu6=2.15174E−10
u≈−0.46746…
הפעל חילוק ארוך:u+0.46746…2u4+2u2−u−1=2u3−0.93492…u2+2.43703…u−2.13921…
2u3−0.93492…u2+2.43703…u−2.13921…≈0
בשיטת ניטון-רפסון 2u3−0.93492…u2+2.43703…u−2.13921…=0מצא פתרון אחד ל:u≈0.74854…
2u3−0.93492…u2+2.43703…u−2.13921…=0
הגדרת קירוב ניוטון-רפזון
f(u)=2u3−0.93492…u2+2.43703…u−2.13921…
f′(u)מצא את:6u2−1.86984…u+2.43703…
dud(2u3−0.93492…u2+2.43703…u−2.13921…)
(f±g)′=f′±g′ :השתמש בחוק החיבור=dud(2u3)−dud(0.93492…u2)+dud(2.43703…u)−dud(2.13921…)
dud(2u3)=6u2
dud(2u3)
(a⋅f)′=a⋅f′ :הוצא את הקבוע=2dud(u3)
dxd(xa)=a⋅xa−1 :השתמש בחוק החזקה=2⋅3u3−1
פשט=6u2
dud(0.93492…u2)=1.86984…u
dud(0.93492…u2)
(a⋅f)′=a⋅f′ :הוצא את הקבוע=0.93492…dud(u2)
dxd(xa)=a⋅xa−1 :השתמש בחוק החזקה=0.93492…⋅2u2−1
פשט=1.86984…u
dud(2.43703…u)=2.43703…
dud(2.43703…u)
(a⋅f)′=a⋅f′ :הוצא את הקבוע=2.43703…dudu
dudu=1 :השתמש בנגזרת הבסיסית=2.43703…⋅1
פשט=2.43703…
dud(2.13921…)=0
dud(2.13921…)
dxd(a)=0 :נגזרת של קבוע=0
=6u2−1.86984…u+2.43703…−0
פשט=6u2−1.86984…u+2.43703…
u0=1החלף Δun+1<0.000001עד ש un+1חשב
u1=0.79246…:Δu1=0.20753…
f(u0)=2⋅13−0.93492…⋅12+2.43703…⋅1−2.13921…=1.36289…f′(u0)=6⋅12−1.86984…⋅1+2.43703…=6.56719…u1=0.79246…
Δu1=∣0.79246…−1∣=0.20753…Δu1=0.20753…
u2=0.75006…:Δu2=0.04240…
f(u1)=2⋅0.79246…3−0.93492…⋅0.79246…2+2.43703…⋅0.79246…−2.13921…=0.20027…f′(u1)=6⋅0.79246…2−1.86984…⋅0.79246…+2.43703…=4.72328…u2=0.75006…
Δu2=∣0.75006…−0.79246…∣=0.04240…Δu2=0.04240…
u3=0.74854…:Δu3=0.00152…
f(u2)=2⋅0.75006…3−0.93492…⋅0.75006…2+2.43703…⋅0.75006…−2.13921…=0.00671…f′(u2)=6⋅0.75006…2−1.86984…⋅0.75006…+2.43703…=4.41013…u3=0.74854…
Δu3=∣0.74854…−0.75006…∣=0.00152…Δu3=0.00152…
u4=0.74854…:Δu4=1.87746E−6
f(u3)=2⋅0.74854…3−0.93492…⋅0.74854…2+2.43703…⋅0.74854…−2.13921…=8.2595E−6f′(u3)=6⋅0.74854…2−1.86984…⋅0.74854…+2.43703…=4.39929…u4=0.74854…
Δu4=∣0.74854…−0.74854…∣=1.87746E−6Δu4=1.87746E−6
u5=0.74854…:Δu5=2.8495E−12
f(u4)=2⋅0.74854…3−0.93492…⋅0.74854…2+2.43703…⋅0.74854…−2.13921…=1.25358E−11f′(u4)=6⋅0.74854…2−1.86984…⋅0.74854…+2.43703…=4.39928…u5=0.74854…
Δu5=∣0.74854…−0.74854…∣=2.8495E−12Δu5=2.8495E−12
u≈0.74854…
הפעל חילוק ארוך:u−0.74854…2u3−0.93492…u2+2.43703…u−2.13921…=2u2+0.56216…u+2.85784…
2u2+0.56216…u+2.85784…≈0
בשיטת ניטון-רפסון 2u2+0.56216…u+2.85784…=0מצא פתרון אחד ל:u∈Rאין פתרון ל
2u2+0.56216…u+2.85784…=0
הגדרת קירוב ניוטון-רפזון
f(u)=2u2+0.56216…u+2.85784…
f′(u)מצא את:4u+0.56216…
dud(2u2+0.56216…u+2.85784…)
(f±g)′=f′±g′ :השתמש בחוק החיבור=dud(2u2)+dud(0.56216…u)+dud(2.85784…)
dud(2u2)=4u
dud(2u2)
(a⋅f)′=a⋅f′ :הוצא את הקבוע=2dud(u2)
dxd(xa)=a⋅xa−1 :השתמש בחוק החזקה=2⋅2u2−1
פשט=4u
dud(0.56216…u)=0.56216…
dud(0.56216…u)
(a⋅f)′=a⋅f′ :הוצא את הקבוע=0.56216…dudu
dudu=1 :השתמש בנגזרת הבסיסית=0.56216…⋅1
פשט=0.56216…
dud(2.85784…)=0
dud(2.85784…)
dxd(a)=0 :נגזרת של קבוע=0
=4u+0.56216…+0
פשט=4u+0.56216…
u0=−5החלף Δun+1<0.000001עד ש un+1חשב
u1=−2.42527…:Δu1=2.57472…
f(u0)=2(−5)2+0.56216…(−5)+2.85784…=50.04701…f′(u0)=4(−5)+0.56216…=−19.43783…u1=−2.42527…
Δu1=∣−2.42527…−(−5)∣=2.57472…Δu1=2.57472…
u2=−0.97452…:Δu2=1.45075…
f(u1)=2(−2.42527…)2+0.56216…(−2.42527…)+2.85784…=13.25838…f′(u1)=4(−2.42527…)+0.56216…=−9.13894…u2=−0.97452…
Δu2=∣−0.97452…−(−2.42527…)∣=1.45075…Δu2=1.45075…
u3=0.28731…:Δu3=1.26183…
f(u2)=2(−0.97452…)2+0.56216…(−0.97452…)+2.85784…=4.20938…f′(u2)=4(−0.97452…)+0.56216…=−3.33592…u3=0.28731…
Δu3=∣0.28731…−(−0.97452…)∣=1.26183…Δu3=1.26183…
u4=−1.57339…:Δu4=1.86071…
f(u3)=2⋅0.28731…2+0.56216…⋅0.28731…+2.85784…=3.18445…f′(u3)=4⋅0.28731…+0.56216…=1.71142…u4=−1.57339…
Δu4=∣−1.57339…−0.28731…∣=1.86071…Δu4=1.86071…
u5=−0.36523…:Δu5=1.20816…
f(u4)=2(−1.57339…)2+0.56216…(−1.57339…)+2.85784…=6.92448…f′(u4)=4(−1.57339…)+0.56216…=−5.73142…u5=−0.36523…
Δu5=∣−0.36523…−(−1.57339…)∣=1.20816…Δu5=1.20816…
u6=2.88287…:Δu6=3.24811…
f(u5)=2(−0.36523…)2+0.56216…(−0.36523…)+2.85784…=2.91931…f′(u5)=4(−0.36523…)+0.56216…=−0.89877…u6=2.88287…
Δu6=∣2.88287…−(−0.36523…)∣=3.24811…Δu6=3.24811…
u7=1.13812…:Δu7=1.74475…
f(u6)=2⋅2.88287…2+0.56216…⋅2.88287…+2.85784…=21.10048…f′(u6)=4⋅2.88287…+0.56216…=12.09368…u7=1.13812…
Δu7=∣1.13812…−2.88287…∣=1.74475…Δu7=1.74475…
u8=−0.05223…:Δu8=1.19036…
f(u7)=2⋅1.13812…2+0.56216…⋅1.13812…+2.85784…=6.08832…f′(u7)=4⋅1.13812…+0.56216…=5.11467…u8=−0.05223…
Δu8=∣−0.05223…−1.13812…∣=1.19036…Δu8=1.19036…
u9=−8.07548…:Δu9=8.02325…
f(u8)=2(−0.05223…)2+0.56216…(−0.05223…)+2.85784…=2.83393…f′(u8)=4(−0.05223…)+0.56216…=0.35321…u9=−8.07548…
Δu9=∣−8.07548…−(−0.05223…)∣=8.02325…Δu9=8.02325…
u10=−4.01921…:Δu10=4.05626…
f(u9)=2(−8.07548…)2+0.56216…(−8.07548…)+2.85784…=128.74508…f′(u9)=4(−8.07548…)+0.56216…=−31.73978…u10=−4.01921…
Δu10=∣−4.01921…−(−8.07548…)∣=4.05626…Δu10=4.05626…
u11=−1.89822…:Δu11=2.12099…
f(u10)=2(−4.01921…)2+0.56216…(−4.01921…)+2.85784…=32.90662…f′(u10)=4(−4.01921…)+0.56216…=−15.51471…u11=−1.89822…
Δu11=∣−1.89822…−(−4.01921…)∣=2.12099…Δu11=2.12099…
u12=−0.61852…:Δu12=1.27970…
f(u11)=2(−1.89822…)2+0.56216…(−1.89822…)+2.85784…=8.99723…f′(u11)=4(−1.89822…)+0.56216…=−7.03073…u12=−0.61852…
Δu12=∣−0.61852…−(−1.89822…)∣=1.27970…Δu12=1.27970…
u13=1.09455…:Δu13=1.71307…
f(u12)=2(−0.61852…)2+0.56216…(−0.61852…)+2.85784…=3.27527…f′(u12)=4(−0.61852…)+0.56216…=−1.91192…u13=1.09455…
Δu13=∣1.09455…−(−0.61852…)∣=1.71307…Δu13=1.71307…
לא יכול למצוא פתרון
The solutions areu≈−0.46746…,u≈0.74854…
u=cos(x)החלף בחזרהcos(x)≈−0.46746…,cos(x)≈0.74854…
cos(x)≈−0.46746…,cos(x)≈0.74854…
cos(x)=−0.46746…:x=arccos(−0.46746…)+2πn,x=−arccos(−0.46746…)+2πn
cos(x)=−0.46746…
Apply trig inverse properties
cos(x)=−0.46746…
cos(x)=−0.46746…:פתרונות כלליים עבורcos(x)=−a⇒x=arccos(−a)+2πn,x=−arccos(−a)+2πnx=arccos(−0.46746…)+2πn,x=−arccos(−0.46746…)+2πn
x=arccos(−0.46746…)+2πn,x=−arccos(−0.46746…)+2πn
cos(x)=0.74854…:x=arccos(0.74854…)+2πn,x=2π−arccos(0.74854…)+2πn
cos(x)=0.74854…
Apply trig inverse properties
cos(x)=0.74854…
cos(x)=0.74854…:פתרונות כלליים עבורcos(x)=a⇒x=arccos(a)+2πn,x=2π−arccos(a)+2πnx=arccos(0.74854…)+2πn,x=2π−arccos(0.74854…)+2πn
x=arccos(0.74854…)+2πn,x=2π−arccos(0.74854…)+2πn
אחד את הפתרונותx=arccos(−0.46746…)+2πn,x=−arccos(−0.46746…)+2πn,x=arccos(0.74854…)+2πn,x=2π−arccos(0.74854…)+2πn
הראה פיתרון ביצוג עשרוניx=2.05721…+2πn,x=−2.05721…+2πn,x=0.72493…+2πn,x=2π−0.72493…+2πn