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9^{1+sin^2(pix)}+30*9^{cos^2(pix)}<= 117

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解答

91+sin2(πx)+30⋅9cos2(πx)≤117

解答

对所有x∈R为假
求解步骤
91+sin2(πx)+30⋅9cos2(πx)≤117
利用以下特性: cos2(x)+sin2(x)=1因此 cos2(x)=1−sin2(x)91+sin2(πx)+30⋅91−sin2(πx)≤117
化简 91+sin2(πx)+30⋅91−sin2(πx):91+sin2(πx)+10⋅3−2sin2(πx)+3
91+sin2(πx)+30⋅91−sin2(πx)
30⋅91−sin2(πx)=10⋅3−2sin2(πx)+3
30⋅91−sin2(πx)
分解整数 30=3⋅10=3⋅10⋅91−sin2(πx)
分解整数 9=32=3⋅10(32)1−sin2(πx)
使用指数法则: (ab)c=abc(32)1−sin2(πx)=32(1−sin2(πx))=3⋅10⋅32(1−sin2(πx))
使用指数法则: ab⋅ac=ab+c3⋅32(1−sin2(πx))=31+2(−sin2(πx)+1)=10⋅31+2(1−sin2(πx))
31+2(1−sin2(πx))=3−2sin2(πx)+3
31+2(1−sin2(πx))
乘开 1+2(1−sin2(πx)):−2sin2(πx)+3
1+2(1−sin2(πx))
乘开 2(1−sin2(πx)):2−2sin2(πx)
2(1−sin2(πx))
使用分配律: a(b−c)=ab−aca=2,b=1,c=sin2(πx)=2⋅1−2sin2(πx)
数字相乘:2⋅1=2=2−2sin2(πx)
=1+2−2sin2(πx)
数字相加:1+2=3=−2sin2(πx)+3
=3−2sin2(πx)+3
=10⋅3−2sin2(πx)+3
=9sin2(πx)+1+10⋅3−2sin2(πx)+3
91+sin2(πx)+10⋅3−2sin2(πx)+3≤117
使用指数运算法则
91+sin2(πx)+10⋅3−2sin2(πx)+3≤117
使用指数法则: ab+c=ab⋅ac91+sin2(πx)=9⋅9sin2(πx)9⋅9sin2(πx)+10⋅3−2sin2(πx)+3≤117
使用指数法则: ab−c=acab​3−2sin2(πx)+3=32sin2(πx)33​9⋅9sin2(πx)+10⋅32sin2(πx)33​≤117
如果 f(x)>0,我们可以在不等式的两侧乘以或除以 f(x)对于所有 x,32sin2(πx) 大于 09⋅9sin2(πx)⋅32sin2(πx)+10⋅32sin2(πx)33​⋅32sin2(πx)≤117⋅32sin2(πx)
化简9⋅9sin2(πx)⋅32sin2(πx)+270≤117⋅32sin2(πx)
使用指数法则: abc=(ab)c32sin2(πx)=(3sin2(πx))29⋅9sin2(πx)(3sin2(πx))2+270≤117(3sin2(πx))2
使用指数法则: abc=(ab)c32sin2(πx)=(3sin2(πx))29⋅9sin2(πx)(3sin2(πx))2+270≤117(3sin2(πx))2
将 9sin2(πx) 改写为 32sin2(πx)
9sin2(πx)
9=32=(32)sin2(πx)
使用指数法则: (ab)c=abc(32)sin2(πx)=32sin2(πx)=32sin2(πx)
使用指数法则: abc=(ab)c32sin2(πx)=(3sin2(πx))29(3sin2(πx))2(3sin2(πx))2+270≤117(3sin2(πx))2
9(3sin2(πx))2(3sin2(πx))2+270≤117(3sin2(πx))2
令v=3sin2(πx)9v2v2+270≤117v2
9v2v2+270≤117v2:−10​≤v≤−3​or3​≤v≤10​
9v2v2+270≤117v2
改写为标准形式
9v2v2+270≤117v2
化简 9v2v2+270:9v4+270
9v2v2+270
9v2v2=9v4
9v2v2
使用指数法则: ab⋅ac=ab+cv2v2=v2+2=9v2+2
数字相加:2+2=4=9v4
=9v4+270
9v4+270≤117v2
两边减去 117v29v4+270−117v2≤117v2−117v2
化简9v4+270−117v2≤0
两边除以 999v4​+9270​−9117v2​≤90​
整理 99v4​+9270​−9117v2​≤90​:v4−13v2+30≤0
99v4​+9270​−9117v2​≤90​
化简 99v4​+9270​−9117v2​:v4−13v2+30
99v4​+9270​−9117v2​
数字相除:99​=1=v4+9270​−9117v2​
数字相除:9270​=30=v4+30−9117v2​
数字相除:9117​=13=v4+30−13v2
改写为标准形式=v4−13v2+30
90​=0
90​
使用法则 a0​=0,a=0=0
v4−13v2+30≤0
v4−13v2+30≤0
v4−13v2+30≤0
分解 v4−13v2+30:(v+3​)(v−3​)(v+10​)(v−10​)
v4−13v2+30
令u=v2=u2−13u+30
分解 u2−13u+30:(u−3)(u−10)
u2−13u+30
将表达式拆分成组
u2−13u+30
定义
30的因数:1,2,3,5,6,10,15,30
30
约数 (因数)
找到 30 的质因数:2,3,5
30
30除以 230=15⋅2=2⋅15
15除以 315=5⋅3=2⋅3⋅5
2,3,5 都是质数,因此无法进一步因数分解=2⋅3⋅5
乘以 30 的质因数:6,10,15
2⋅3=62⋅5=10
6,10,15
6,10,15
添加质因数: 2,3,5
将 1 和数字 30 自身相加1,30
30的因数1,2,3,5,6,10,15,30
30的负因数:−1,−2,−3,−5,−6,−10,−15,−30
将因数乘以 −1 得到负因数−1,−2,−3,−5,−6,−10,−15,−30
对于每两个因数 u∗v=30,检验是否 u+v=−13
检验 u=1,v=30:u∗v=30,u+v=31⇒假检验 u=2,v=15:u∗v=30,u+v=17⇒假
u=−3,v=−10
分组为 (ax2+ux)+(vx+c)(u2−3u)+(−10u+30)
=(u2−3u)+(−10u+30)
从 u2−3u 分解出因式 u:u(u−3)
u2−3u
使用指数法则: ab+c=abacu2=uu=uu−3u
因式分解出通项 u=u(u−3)
从 −10u+30 分解出因式 −10:−10(u−3)
−10u+30
将 30 改写为 10⋅3=−10u+10⋅3
因式分解出通项 −10=−10(u−3)
=u(u−3)−10(u−3)
因式分解出通项 u−3=(u−3)(u−10)
=(u−3)(u−10)
u=v2代回=(v2−3)(v2−10)
分解 v2−3:(v+3​)(v−3​)
v2−3
使用根式运算法则: a=(a​)23=(3​)2=v2−(3​)2
使用平方差公式: x2−y2=(x+y)(x−y)v2−(3​)2=(v+3​)(v−3​)=(v+3​)(v−3​)
=(v+3​)(v−3​)(v2−10)
分解 v2−10:(v+10​)(v−10​)
v2−10
使用根式运算法则: a=(a​)210=(10​)2=v2−(10​)2
使用平方差公式: x2−y2=(x+y)(x−y)v2−(10​)2=(v+10​)(v−10​)=(v+10​)(v−10​)
=(v+3​)(v−3​)(v+10​)(v−10​)
(v+3​)(v−3​)(v+10​)(v−10​)≤0
确定区间
确定 (v+3​)(v−3​)(v+10​)(v−10​) 符号
确定 v+3​符号
v+3​=0:v=−3​
v+3​=0
将 3​到右边
v+3​=0
两边减去 3​v+3​−3​=0−3​
化简v=−3​
v=−3​
v+3​<0:v<−3​
v+3​<0
将 3​到右边
v+3​<0
两边减去 3​v+3​−3​<0−3​
化简v<−3​
v<−3​
v+3​>0:v>−3​
v+3​>0
将 3​到右边
v+3​>0
两边减去 3​v+3​−3​>0−3​
化简v>−3​
v>−3​
确定 v−3​符号
v−3​=0:v=3​
v−3​=0
将 3​到右边
v−3​=0
两边加上 3​v−3​+3​=0+3​
化简v=3​
v=3​
v−3​<0:v<3​
v−3​<0
将 3​到右边
v−3​<0
两边加上 3​v−3​+3​<0+3​
化简v<3​
v<3​
v−3​>0:v>3​
v−3​>0
将 3​到右边
v−3​>0
两边加上 3​v−3​+3​>0+3​
化简v>3​
v>3​
确定 v+10​符号
v+10​=0:v=−10​
v+10​=0
将 10​到右边
v+10​=0
两边减去 10​v+10​−10​=0−10​
化简v=−10​
v=−10​
v+10​<0:v<−10​
v+10​<0
将 10​到右边
v+10​<0
两边减去 10​v+10​−10​<0−10​
化简v<−10​
v<−10​
v+10​>0:v>−10​
v+10​>0
将 10​到右边
v+10​>0
两边减去 10​v+10​−10​>0−10​
化简v>−10​
v>−10​
确定 v−10​符号
v−10​=0:v=10​
v−10​=0
将 10​到右边
v−10​=0
两边加上 10​v−10​+10​=0+10​
化简v=10​
v=10​
v−10​<0:v<10​
v−10​<0
将 10​到右边
v−10​<0
两边加上 10​v−10​+10​<0+10​
化简v<10​
v<10​
v−10​>0:v>10​
v−10​>0
将 10​到右边
v−10​>0
两边加上 10​v−10​+10​>0+10​
化简v>10​
v>10​
总结如下表:v+3​v−3​v+10​v−10​(v+3​)(v−3​)(v+10​)(v−10​)​v<−10​−−−−+​v=−10​−−0−0​−10​<v<−3​−−+−−​v=−3​0−+−0​−3​<v<3​+−+−+​v=3​+0+−0​3​<v<10​+++−−​v=10​+++00​v>10​+++++​​
确定满足所需条件的区间:≤0v=−10​or−10​<v<−3​orv=−3​orv=3​or3​<v<10​orv=10​
合并重叠的区间
−10​≤v≤−3​or3​≤v<10​orv=10​
两个区间的并集是指存在于任一区间的数的集合
v=−10​or−10​<v<−3​
−10​≤v<−3​
两个区间的并集是指存在于任一区间的数的集合
−10​≤v<−3​orv=−3​
−10​≤v≤−3​
两个区间的并集是指存在于任一区间的数的集合
−10​≤v≤−3​orv=3​
−10​≤v≤−3​orv=3​
两个区间的并集是指存在于任一区间的数的集合
−10​≤v≤−3​orv=3​or3​<v<10​
−10​≤v≤−3​or3​≤v<10​
两个区间的并集是指存在于任一区间的数的集合
−10​≤v≤−3​or3​≤v<10​orv=10​
−10​≤v≤−3​or3​≤v≤10​
−10​≤v≤−3​or3​≤v≤10​
−10​≤v≤−3​or3​≤v≤10​
−10​≤v≤−3​or3​≤v≤10​
v=3sin2(πx)代回−10​≤3sin2(πx)≤−3​or3​≤3sin2(πx)≤10​
−10​≤3sin2(πx)≤−3​:对所有 x∈R为假
−10​≤3sin2(πx)≤−3​
若 a≤u≤b,则 a≤uandu≤b−10​≤3sin2(πx)and3sin2(πx)≤−3​
−10​≤3sin2(πx):对所有 x∈R为真
−10​≤3sin2(πx)
交换两边3sin2(πx)≥−10​
使用指数运算法则
3sin2(πx)≥−10​
若 a>0,af(x)大于 0a=3对所有x∈R为真
对所有x为真
对所有x∈R为真
3sin2(πx)≤−3​:对所有 x∈R为假
3sin2(πx)≤−3​
使用指数运算法则
3sin2(πx)≤−3​
若 a>0,af(x)大于 0a=3对所有x∈R为假
x∈R无解
对所有x∈R为假
合并区间对所有x∈R为真and对所有x∈R为假
合并重叠的区间
对所有x∈R为真and对所有x∈R为假
两个区间的交集是指同时存在于这两个区间的数的集合
对所有 x∈R为真and对所有 x∈R为假
对所有x∈R为假
对所有x∈R为假
3​≤3sin2(πx)≤10​:对所有 x∈R为假
3​≤3sin2(πx)≤10​
若 a≤u≤b,则 a≤uandu≤b3​≤3sin2(πx)and3sin2(πx)≤10​
3​≤3sin2(πx):arcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πn
3​≤3sin2(πx)
使用指数运算法则
3​≤3sin2(πx)
若 a>1,则 af(x)≤ag(x) 等于 f(x)≤g(x)a=3,f(x)=21​,g(x)=sin2(πx)21​≤sin2(πx)
21​≤sin2(πx)
21​≤sin2(πx):arcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πn
21​≤sin2(πx)
交换两边sin2(πx)≥21​
对于 un≥a,若 n为偶数,则 u≤−na​oru≥na​
sin(πx)≤−21​​orsin(πx)≥21​​
sin(πx)≤−21​​:−π−arcsin(−21​​)+2πn≤πx≤arcsin(−21​​)+2πn
sin(πx)≤−21​​
对于 sin(x)≤a,若 −1<a<1,则 −π−arcsin(a)+2πn≤x≤arcsin(a)+2πn−π−arcsin(−21​​)+2πn≤πx≤arcsin(−21​​)+2πn
若 a≤u≤b,则 a≤uandu≤b−π−arcsin(−21​​)+2πn≤πx≤arcsin(−21​​)+2πn
sin(πx)≥21​​:arcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πn
sin(πx)≥21​​
对于 sin(x)≥a,若 −1<a<1,则 arcsin(a)+2πn≤x≤π−arcsin(a)+2πnarcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πn
若 a≤u≤b,则 a≤uandu≤barcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πn
合并区间−π−arcsin(−21​​)+2πn≤πx≤arcsin(−21​​)+2πnorarcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πn
合并重叠的区间arcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πn
arcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πn
3sin2(πx)≤10​:对所有 x∈R为真
3sin2(πx)≤10​
若 f(x)≤g(x),则 ln(f(x))≤ln(g(x))ln(3sin2(πx))≤ln(10​)
化简 ln(3sin2(πx)):ln(3)sin2(πx)
ln(3sin2(πx))
使用对数运算法则: loga​(xb)=b⋅loga​(x), 假定 x≥0=ln(3)sin2(πx)
化简 ln(10​):21​ln(10)
ln(10​)
改写为=ln(1021​)
使用对数运算法则: loga​(xb)=b⋅loga​(x), 假定 x≥0=21​ln(10)
ln(3)sin2(πx)≤21​ln(10)
ln(3)sin2(πx)≤21​ln(10):对所有 x为真
ln(3)sin2(πx)≤21​ln(10)
两边除以 ln(3)
ln(3)sin2(πx)≤21​ln(10)
两边除以 ln(3)ln(3)ln(3)sin2(πx)​≤ln(3)21​ln(10)​
化简
ln(3)ln(3)sin2(πx)​≤ln(3)21​ln(10)​
化简 ln(3)ln(3)sin2(πx)​:sin2(πx)
ln(3)ln(3)sin2(πx)​
约分:ln(3)=sin2(πx)
化简 ln(3)21​ln(10)​:2ln(3)ln(10)​
ln(3)21​ln(10)​
乘 21​ln(10):2ln(10)​
21​ln(10)
分式相乘: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅ln(10)​
乘以:1⋅ln(10)=ln(10)=2ln(10)​
=ln(3)2ln(10)​​
使用分式法则: acb​​=c⋅ab​=2ln(3)ln(10)​
sin2(πx)≤2ln(3)ln(10)​
sin2(πx)≤2ln(3)ln(10)​
sin2(πx)≤2ln(3)ln(10)​
对于 un≤a,若 n为偶数,则 −na​≤u≤na​
−2ln(3)ln(10)​​≤sin(πx)≤2ln(3)ln(10)​​
若 a≤u≤b,则 a≤uandu≤b−2ln(3)ln(10)​​≤sin(πx)andsin(πx)≤2ln(3)ln(10)​​
−2ln(3)ln(10)​​≤sin(πx):对所有 x∈R为真
−2ln(3)ln(10)​​≤sin(πx)
交换两边sin(πx)≥−2ln(3)ln(10)​​
sin(πx)的值域:−1≤sin(πx)≤1
函数值域定义
基本 sin函数的值域为 −1≤sin(πx)≤1−1≤sin(πx)≤1
sin(πx)≥−2ln(3)ln(10)​​and−1≤sin(πx)≤1:−1≤sin(πx)≤1
令y=sin(πx)
合并区间y≥−2ln(3)ln(10)​​and−1≤y≤1
合并重叠的区间
y≥−2ln(3)ln(10)​​and−1≤y≤1
两个区间的交集是指同时存在于这两个区间的数的集合
y≥−2ln(3)ln(10)​​and−1≤y≤1
−1≤y≤1
−1≤y≤1
对所有x为真
对所有x∈R为真
sin(πx)≤2ln(3)ln(10)​​:对所有 x∈R为真
sin(πx)≤2ln(3)ln(10)​​
sin(πx)的值域:−1≤sin(πx)≤1
函数值域定义
基本 sin函数的值域为 −1≤sin(πx)≤1−1≤sin(πx)≤1
sin(πx)≤2ln(3)ln(10)​​and−1≤sin(πx)≤1:−1≤sin(πx)≤1
令y=sin(πx)
合并区间y≤2ln(3)ln(10)​​and−1≤y≤1
合并重叠的区间
y≤2ln(3)ln(10)​​and−1≤y≤1
两个区间的交集是指同时存在于这两个区间的数的集合
y≤2ln(3)ln(10)​​and−1≤y≤1
−1≤y≤1
−1≤y≤1
对所有x为真
对所有x∈R为真
合并区间对所有x∈R为真and对所有x∈R为真
合并重叠的区间
对所有x∈R为真and对所有x∈R为真
两个区间的交集是指同时存在于这两个区间的数的集合
对所有 x∈R为真and对所有 x∈R为真
对所有x∈R为真
对所有x为真
对所有x为真
合并区间arcsin(21​​)+2πn≤πx≤π−arcsin(21​​)+2πnand对所有x∈R为真
合并重叠的区间
对所有x∈R为假and对所有x∈R为真
两个区间的交集是指同时存在于这两个区间的数的集合
对所有 x∈R为假and对所有 x∈R为真
对所有x∈R为假
对所有x∈R为假
合并区间对所有x∈R为假or对所有x∈R为假
合并重叠的区间
对所有x∈R为假or对所有x∈R为假
两个区间的并集是指存在于任一区间的数的集合
对所有 x∈R为假or对所有 x∈R为假
对所有x∈R为假
x∈R无解
对所有x∈R为假

流行的例子

sin(x)+cos(2x)>1sin(x)+cos(2x)>1cos(x)>= 4cos(x)≥4arctan(θ)<= (11pi)/9arctan(θ)≤911π​2sin^2(x)-5sin(x)-3>= 0,xe[0,2pi]2sin2(x)−5sin(x)−3≥0,xe[0,2π]4tan(x)>4,-pi/2 <θ< pi/24tan(x)>4,−2π​<θ<2π​
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