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cos(x)=(-3)/(5sin^2(x))

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解

cos(x)=5sin2(x)−3​

解

以下の解はない:x∈R
解答ステップ
cos(x)=5sin2(x)−3​
両辺から5sin2(x)−3​を引くcos(x)+5sin2(x)3​=0
簡素化 cos(x)+5sin2(x)3​:5sin2(x)5sin2(x)cos(x)+3​
cos(x)+5sin2(x)3​
元を分数に変換する: cos(x)=5sin2(x)cos(x)5sin2(x)​=5sin2(x)cos(x)⋅5sin2(x)​+5sin2(x)3​
分母が等しいので, 分数を組み合わせる: ca​±cb​=ca±b​=5sin2(x)cos(x)⋅5sin2(x)+3​
5sin2(x)5sin2(x)cos(x)+3​=0
g(x)f(x)​=0⇒f(x)=05sin2(x)cos(x)+3=0
三角関数の公式を使用して書き換える
3+5cos(x)sin2(x)
ピタゴラスの公式を使用する: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=3+5cos(x)(1−cos2(x))
3+(1−cos2(x))⋅5cos(x)=0
置換で解く
3+(1−cos2(x))⋅5cos(x)=0
仮定:cos(x)=u3+(1−u2)⋅5u=0
3+(1−u2)⋅5u=0:u≈1.22119…
3+(1−u2)⋅5u=0
拡張 3+(1−u2)⋅5u:3+5u−5u3
3+(1−u2)⋅5u
=3+5u(1−u2)
拡張 5u(1−u2):5u−5u3
5u(1−u2)
分配法則を適用する: a(b−c)=ab−aca=5u,b=1,c=u2=5u⋅1−5uu2
=5⋅1⋅u−5u2u
簡素化 5⋅1⋅u−5u2u:5u−5u3
5⋅1⋅u−5u2u
5⋅1⋅u=5u
5⋅1⋅u
数を乗じる:5⋅1=5=5u
5u2u=5u3
5u2u
指数の規則を適用する: ab⋅ac=ab+cu2u=u2+1=5u2+1
数を足す:2+1=3=5u3
=5u−5u3
=5u−5u3
=3+5u−5u3
3+5u−5u3=0
標準的な形式で書く an​xn+…+a1​x+a0​=0−5u3+5u+3=0
ニュートン・ラプソン法を使用して −5u3+5u+3=0 の解を1つ求める:u≈1.22119…
−5u3+5u+3=0
ニュートン・ラプソン概算の定義
f(u)=−5u3+5u+3
発見する f′(u):−15u2+5
dud​(−5u3+5u+3)
和/差の法則を適用: (f±g)′=f′±g′=−dud​(5u3)+dud​(5u)+dud​(3)
dud​(5u3)=15u2
dud​(5u3)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=5dud​(u3)
乗の法則を適用: dxd​(xa)=a⋅xa−1=5⋅3u3−1
簡素化=15u2
dud​(5u)=5
dud​(5u)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=5dudu​
共通の導関数を適用: dudu​=1=5⋅1
簡素化=5
dud​(3)=0
dud​(3)
定数の導関数: dxd​(a)=0=0
=−15u2+5+0
簡素化=−15u2+5
仮定: u0​=1Δun+1​<になるまで un+1​を計算する 0.000001
u1​=1.3:Δu1​=0.3
f(u0​)=−5⋅13+5⋅1+3=3f′(u0​)=−15⋅12+5=−10u1​=1.3
Δu1​=∣1.3−1∣=0.3Δu1​=0.3
u2​=1.22702…:Δu2​=0.07297…
f(u1​)=−5⋅1.33+5⋅1.3+3=−1.485f′(u1​)=−15⋅1.32+5=−20.35u2​=1.22702…
Δu2​=∣1.22702…−1.3∣=0.07297…Δu2​=0.07297…
u3​=1.22123…:Δu3​=0.00579…
f(u2​)=−5⋅1.22702…3+5⋅1.22702…+3=−0.10189…f′(u2​)=−15⋅1.22702…2+5=−17.58392…u3​=1.22123…
Δu3​=∣1.22123…−1.22702…∣=0.00579…Δu3​=0.00579…
u4​=1.22119…:Δu4​=0.00003…
f(u3​)=−5⋅1.22123…3+5⋅1.22123…+3=−0.00061…f′(u3​)=−15⋅1.22123…2+5=−17.37112…u4​=1.22119…
Δu4​=∣1.22119…−1.22123…∣=0.00003…Δu4​=0.00003…
u5​=1.22119…:Δu5​=1.33081E−9
f(u4​)=−5⋅1.22119…3+5⋅1.22119…+3=−2.31159E−8f′(u4​)=−15⋅1.22119…2+5=−17.36982…u5​=1.22119…
Δu5​=∣1.22119…−1.22119…∣=1.33081E−9Δu5​=1.33081E−9
u≈1.22119…
長除法を適用する:u−1.22119…−5u3+5u+3​=−5u2−6.10598…u−2.45660…
−5u2−6.10598…u−2.45660…≈0
ニュートン・ラプソン法を使用して −5u2−6.10598…u−2.45660…=0 の解を1つ求める:以下の解はない: u∈R
−5u2−6.10598…u−2.45660…=0
ニュートン・ラプソン概算の定義
f(u)=−5u2−6.10598…u−2.45660…
発見する f′(u):−10u−6.10598…
dud​(−5u2−6.10598…u−2.45660…)
和/差の法則を適用: (f±g)′=f′±g′=−dud​(5u2)−dud​(6.10598…u)−dud​(2.45660…)
dud​(5u2)=10u
dud​(5u2)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=5dud​(u2)
乗の法則を適用: dxd​(xa)=a⋅xa−1=5⋅2u2−1
簡素化=10u
dud​(6.10598…u)=6.10598…
dud​(6.10598…u)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=6.10598…dudu​
共通の導関数を適用: dudu​=1=6.10598…⋅1
簡素化=6.10598…
dud​(2.45660…)=0
dud​(2.45660…)
定数の導関数: dxd​(a)=0=0
=−10u−6.10598…−0
簡素化=−10u−6.10598…
仮定: u0​=0Δun+1​<になるまで un+1​を計算する 0.000001
u1​=−0.40232…:Δu1​=0.40232…
f(u0​)=−5⋅02−6.10598…⋅0−2.45660…=−2.45660…f′(u0​)=−10⋅0−6.10598…=−6.10598…u1​=−0.40232…
Δu1​=∣−0.40232…−0∣=0.40232…Δu1​=0.40232…
u2​=−0.79092…:Δu2​=0.38859…
f(u1​)=−5(−0.40232…)2−6.10598…(−0.40232…)−2.45660…=−0.80933…f′(u1​)=−10(−0.40232…)−6.10598…=−2.08270…u2​=−0.79092…
Δu2​=∣−0.79092…−(−0.40232…)∣=0.38859…Δu2​=0.38859…
u3​=−0.37222…:Δu3​=0.41870…
f(u2​)=−5(−0.79092…)2−6.10598…(−0.79092…)−2.45660…=−0.75504…f′(u2​)=−10(−0.79092…)−6.10598…=1.80328…u3​=−0.37222…
Δu3​=∣−0.37222…−(−0.79092…)∣=0.41870…Δu3​=0.41870…
u4​=−0.73994…:Δu4​=0.36772…
f(u3​)=−5(−0.37222…)2−6.10598…(−0.37222…)−2.45660…=−0.87657…f′(u3​)=−10(−0.37222…)−6.10598…=−2.38377…u4​=−0.73994…
Δu4​=∣−0.73994…−(−0.37222…)∣=0.36772…Δu4​=0.36772…
u5​=−0.21724…:Δu5​=0.52270…
f(u4​)=−5(−0.73994…)2−6.10598…(−0.73994…)−2.45660…=−0.67611…f′(u4​)=−10(−0.73994…)−6.10598…=1.29348…u5​=−0.21724…
Δu5​=∣−0.21724…−(−0.73994…)∣=0.52270…Δu5​=0.52270…
u6​=−0.56453…:Δu6​=0.34729…
f(u5​)=−5(−0.21724…)2−6.10598…(−0.21724…)−2.45660…=−1.36610…f′(u5​)=−10(−0.21724…)−6.10598…=−3.93356…u6​=−0.56453…
Δu6​=∣−0.56453…−(−0.21724…)∣=0.34729…Δu6​=0.34729…
u7​=−1.87375…:Δu7​=1.30922…
f(u6​)=−5(−0.56453…)2−6.10598…(−0.56453…)−2.45660…=−0.60306…f′(u6​)=−10(−0.56453…)−6.10598…=−0.46062…u7​=−1.87375…
Δu7​=∣−1.87375…−(−0.56453…)∣=1.30922…Δu7​=1.30922…
u8​=−1.19527…:Δu8​=0.67848…
f(u7​)=−5(−1.87375…)2−6.10598…(−1.87375…)−2.45660…=−8.57033…f′(u7​)=−10(−1.87375…)−6.10598…=12.63161…u8​=−1.19527…
Δu8​=∣−1.19527…−(−1.87375…)∣=0.67848…Δu8​=0.67848…
u9​=−0.80160…:Δu9​=0.39366…
f(u8​)=−5(−1.19527…)2−6.10598…(−1.19527…)−2.45660…=−2.30169…f′(u8​)=−10(−1.19527…)−6.10598…=5.84678…u9​=−0.80160…
Δu9​=∣−0.80160…−(−1.19527…)∣=0.39366…Δu9​=0.39366…
u10​=−0.39593…:Δu10​=0.40567…
f(u9​)=−5(−0.80160…)2−6.10598…(−0.80160…)−2.45660…=−0.77487…f′(u9​)=−10(−0.80160…)−6.10598…=1.91008…u10​=−0.39593…
Δu10​=∣−0.39593…−(−0.80160…)∣=0.40567…Δu10​=0.40567…
解を見つけられない
解はu≈1.22119…
代用を戻す u=cos(x)cos(x)≈1.22119…
cos(x)≈1.22119…
cos(x)=1.22119…:解なし
cos(x)=1.22119…
−1≤cos(x)≤1解なし
すべての解を組み合わせる以下の解はない:x∈R

グラフ

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人気の例

5cos^2(x)-12sin^2(x)=135cos2(x)−12sin2(x)=13cos^2(x)-0.5cos(x)=0cos2(x)−0.5cos(x)=05sin(x)cos(x)=2cos(x)5sin(x)cos(x)=2cos(x)sin(x)=cos^3(x)sin(x)=cos3(x)a=((1+sin^2(x)))/((1-sin^2(x)))a=(1−sin2(x))(1+sin2(x))​
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