解
cos(x)0.9+(0.7⋅sin(x))=1.1
解
x=0.24774…+2πn,x=−1.01026…+2πn
+1
度
x=14.19491…∘+360∘n,x=−57.88377…∘+360∘n解答ステップ
cos(x)0.9+(0.7sin(x))=1.1
両辺から0.7sin(x)を引くcos(x)0.9=1.1−0.7sin(x)
両辺を2乗する(cos(x)0.9)2=(1.1−0.7sin(x))2
両辺から(1.1−0.7sin(x))2を引くcos2(x)0.81−1.21+1.54sin(x)−0.49sin2(x)=0
三角関数の公式を使用して書き換える
−1.21+cos2(x)0.81−0.49sin2(x)+1.54sin(x)
ピタゴラスの公式を使用する: cos2(x)+sin2(x)=1cos2(x)=1−sin2(x)=−1.21+1−sin2(x)0.81−0.49sin2(x)+1.54sin(x)
−1.21+1−sin2(x)0.81−0.49sin2(x)+1.54sin(x)=0
置換で解く
−1.21+1−sin2(x)0.81−0.49sin2(x)+1.54sin(x)=0
仮定:sin(x)=u−1.21+1−u20.81−0.49u2+1.54u=0
−1.21+1−u20.81−0.49u2+1.54u=0:u≈0.24522…,u≈−0.84697…
−1.21+1−u20.81−0.49u2+1.54u=0
以下で両辺を乗じる:100
−1.21+1−u20.81−0.49u2+1.54u=0
小数点を取り除くには, 小数点以下の各桁に10を乗じます小数点の右側は 2桁なので, 100を乗じます−1.21⋅100+1−u20.81⋅100−0.49u2⋅100+1.54u⋅100=0⋅100
改良−121+1−u281−49u2+154u=0
−121+1−u281−49u2+154u=0
以下で両辺を乗じる:1−u2
−121+1−u281−49u2+154u=0
以下で両辺を乗じる:1−u2−121(1−u2)+1−u281(1−u2)−49u2(1−u2)+154u(1−u2)=0⋅(1−u2)
簡素化
−121(1−u2)+1−u281(1−u2)−49u2(1−u2)+154u(1−u2)=0⋅(1−u2)
簡素化 1−u281(1−u2):81
1−u281(1−u2)
分数を乗じる: a⋅cb=ca⋅b=1−u281(1−u2)
共通因数を約分する:1−u2=81
簡素化 0⋅(1−u2):0
0⋅(1−u2)
規則を適用 0⋅a=0=0
−121(1−u2)+81−49u2(1−u2)+154u(1−u2)=0
−121(1−u2)+81−49u2(1−u2)+154u(1−u2)=0
−121(1−u2)+81−49u2(1−u2)+154u(1−u2)=0
解く −121(1−u2)+81−49u2(1−u2)+154u(1−u2)=0:u≈0.24522…,u≈−0.84697…
−121(1−u2)+81−49u2(1−u2)+154u(1−u2)=0
拡張 −121(1−u2)+81−49u2(1−u2)+154u(1−u2):49u4−154u3+72u2+154u−40
−121(1−u2)+81−49u2(1−u2)+154u(1−u2)
拡張 −121(1−u2):−121+121u2
−121(1−u2)
分配法則を適用する: a(b−c)=ab−aca=−121,b=1,c=u2=−121⋅1−(−121)u2
マイナス・プラスの規則を適用する−(−a)=a=−121⋅1+121u2
数を乗じる:121⋅1=121=−121+121u2
=−121+121u2+81−49u2(1−u2)+154u(1−u2)
拡張 −49u2(1−u2):−49u2+49u4
−49u2(1−u2)
分配法則を適用する: a(b−c)=ab−aca=−49u2,b=1,c=u2=−49u2⋅1−(−49u2)u2
マイナス・プラスの規則を適用する−(−a)=a=−49⋅1⋅u2+49u2u2
簡素化 −49⋅1⋅u2+49u2u2:−49u2+49u4
−49⋅1⋅u2+49u2u2
49⋅1⋅u2=49u2
49⋅1⋅u2
数を乗じる:49⋅1=49=49u2
49u2u2=49u4
49u2u2
指数の規則を適用する: ab⋅ac=ab+cu2u2=u2+2=49u2+2
数を足す:2+2=4=49u4
=−49u2+49u4
=−49u2+49u4
=−121+121u2+81−49u2+49u4+154u(1−u2)
拡張 154u(1−u2):154u−154u3
154u(1−u2)
分配法則を適用する: a(b−c)=ab−aca=154u,b=1,c=u2=154u⋅1−154uu2
=154⋅1⋅u−154u2u
簡素化 154⋅1⋅u−154u2u:154u−154u3
154⋅1⋅u−154u2u
154⋅1⋅u=154u
154⋅1⋅u
数を乗じる:154⋅1=154=154u
154u2u=154u3
154u2u
指数の規則を適用する: ab⋅ac=ab+cu2u=u2+1=154u2+1
数を足す:2+1=3=154u3
=154u−154u3
=154u−154u3
=−121+121u2+81−49u2+49u4+154u−154u3
簡素化 −121+121u2+81−49u2+49u4+154u−154u3:49u4−154u3+72u2+154u−40
−121+121u2+81−49u2+49u4+154u−154u3
条件のようなグループ=49u4−154u3+121u2−49u2+154u−121+81
類似した元を足す:121u2−49u2=72u2=49u4−154u3+72u2+154u−121+81
数を足す/引く:−121+81=−40=49u4−154u3+72u2+154u−40
=49u4−154u3+72u2+154u−40
49u4−154u3+72u2+154u−40=0
ニュートン・ラプソン法を使用して 49u4−154u3+72u2+154u−40=0 の解を1つ求める:u≈0.24522…
49u4−154u3+72u2+154u−40=0
ニュートン・ラプソン概算の定義
f(u)=49u4−154u3+72u2+154u−40
発見する f′(u):196u3−462u2+144u+154
dud(49u4−154u3+72u2+154u−40)
和/差の法則を適用: (f±g)′=f′±g′=dud(49u4)−dud(154u3)+dud(72u2)+dud(154u)−dud(40)
dud(49u4)=196u3
dud(49u4)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=49dud(u4)
乗の法則を適用: dxd(xa)=a⋅xa−1=49⋅4u4−1
簡素化=196u3
dud(154u3)=462u2
dud(154u3)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=154dud(u3)
乗の法則を適用: dxd(xa)=a⋅xa−1=154⋅3u3−1
簡素化=462u2
dud(72u2)=144u
dud(72u2)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=72dud(u2)
乗の法則を適用: dxd(xa)=a⋅xa−1=72⋅2u2−1
簡素化=144u
dud(154u)=154
dud(154u)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=154dudu
共通の導関数を適用: dudu=1=154⋅1
簡素化=154
dud(40)=0
dud(40)
定数の導関数: dxd(a)=0=0
=196u3−462u2+144u+154−0
簡素化=196u3−462u2+144u+154
仮定: u0=0Δun+1<になるまで un+1を計算する 0.000001
u1=0.25974…:Δu1=0.25974…
f(u0)=49⋅04−154⋅03+72⋅02+154⋅0−40=−40f′(u0)=196⋅03−462⋅02+144⋅0+154=154u1=0.25974…
Δu1=∣0.25974…−0∣=0.25974…Δu1=0.25974…
u2=0.24518…:Δu2=0.01455…
f(u1)=49⋅0.25974…4−154⋅0.25974…3+72⋅0.25974…2+154⋅0.25974…−40=2.38190…f′(u1)=196⋅0.25974…3−462⋅0.25974…2+144⋅0.25974…+154=163.66834…u2=0.24518…
Δu2=∣0.24518…−0.25974…∣=0.01455…Δu2=0.01455…
u3=0.24522…:Δu3=0.00003…
f(u2)=49⋅0.24518…4−154⋅0.24518…3+72⋅0.24518…2+154⋅0.24518…−40=−0.00564…f′(u2)=196⋅0.24518…3−462⋅0.24518…2+144⋅0.24518…+154=164.42203…u3=0.24522…
Δu3=∣0.24522…−0.24518…∣=0.00003…Δu3=0.00003…
u4=0.24522…:Δu4=1.69249E−10
f(u3)=49⋅0.24522…4−154⋅0.24522…3+72⋅0.24522…2+154⋅0.24522…−40=−2.78279E−8f′(u3)=196⋅0.24522…3−462⋅0.24522…2+144⋅0.24522…+154=164.42041…u4=0.24522…
Δu4=∣0.24522…−0.24522…∣=1.69249E−10Δu4=1.69249E−10
u≈0.24522…
長除法を適用する:u−0.24522…49u4−154u3+72u2+154u−40=49u3−141.98415…u2+37.18245…u+163.11793…
49u3−141.98415…u2+37.18245…u+163.11793…≈0
ニュートン・ラプソン法を使用して 49u3−141.98415…u2+37.18245…u+163.11793…=0 の解を1つ求める:u≈−0.84697…
49u3−141.98415…u2+37.18245…u+163.11793…=0
ニュートン・ラプソン概算の定義
f(u)=49u3−141.98415…u2+37.18245…u+163.11793…
発見する f′(u):147u2−283.96830…u+37.18245…
dud(49u3−141.98415…u2+37.18245…u+163.11793…)
和/差の法則を適用: (f±g)′=f′±g′=dud(49u3)−dud(141.98415…u2)+dud(37.18245…u)+dud(163.11793…)
dud(49u3)=147u2
dud(49u3)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=49dud(u3)
乗の法則を適用: dxd(xa)=a⋅xa−1=49⋅3u3−1
簡素化=147u2
dud(141.98415…u2)=283.96830…u
dud(141.98415…u2)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=141.98415…dud(u2)
乗の法則を適用: dxd(xa)=a⋅xa−1=141.98415…⋅2u2−1
簡素化=283.96830…u
dud(37.18245…u)=37.18245…
dud(37.18245…u)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=37.18245…dudu
共通の導関数を適用: dudu=1=37.18245…⋅1
簡素化=37.18245…
dud(163.11793…)=0
dud(163.11793…)
定数の導関数: dxd(a)=0=0
=147u2−283.96830…u+37.18245…+0
簡素化=147u2−283.96830…u+37.18245…
仮定: u0=−4Δun+1<になるまで un+1を計算する 0.000001
u1=−2.46999…:Δu1=1.53000…
f(u0)=49(−4)3−141.98415…(−4)2+37.18245…(−4)+163.11793…=−5393.35834…f′(u0)=147(−4)2−283.96830…(−4)+37.18245…=3525.05568…u1=−2.46999…
Δu1=∣−2.46999…−(−4)∣=1.53000…Δu1=1.53000…
u2=−1.53240…:Δu2=0.93758…
f(u1)=49(−2.46999…)3−141.98415…(−2.46999…)2+37.18245…(−2.46999…)+163.11793…=−1533.33504…f′(u1)=147(−2.46999…)2−283.96830…(−2.46999…)+37.18245…=1635.40983…u2=−1.53240…
Δu2=∣−1.53240…−(−2.46999…)∣=0.93758…Δu2=0.93758…
u3=−1.03872…:Δu3=0.49368…
f(u2)=49(−1.53240…)3−141.98415…(−1.53240…)2+37.18245…(−1.53240…)+163.11793…=−403.60639…f′(u2)=147(−1.53240…)2−283.96830…(−1.53240…)+37.18245…=817.53470…u3=−1.03872…
Δu3=∣−1.03872…−(−1.53240…)∣=0.49368…Δu3=0.49368…
u4=−0.86834…:Δu4=0.17037…
f(u3)=49(−1.03872…)3−141.98415…(−1.03872…)2+37.18245…(−1.03872…)+163.11793…=−83.61240…f′(u3)=147(−1.03872…)2−283.96830…(−1.03872…)+37.18245…=490.75107…u4=−0.86834…
Δu4=∣−0.86834…−(−1.03872…)∣=0.17037…Δu4=0.17037…
u5=−0.84728…:Δu5=0.02106…
f(u4)=49(−0.86834…)3−141.98415…(−0.86834…)2+37.18245…(−0.86834…)+163.11793…=−8.31155…f′(u4)=147(−0.86834…)2−283.96830…(−0.86834…)+37.18245…=394.60645…u5=−0.84728…
Δu5=∣−0.84728…−(−0.86834…)∣=0.02106…Δu5=0.02106…
u6=−0.84697…:Δu6=0.00031…
f(u5)=49(−0.84728…)3−141.98415…(−0.84728…)2+37.18245…(−0.84728…)+163.11793…=−0.11916…f′(u5)=147(−0.84728…)2−283.96830…(−0.84728…)+37.18245…=383.31325…u6=−0.84697…
Δu6=∣−0.84697…−(−0.84728…)∣=0.00031…Δu6=0.00031…
u7=−0.84697…:Δu7=6.72258E−8
f(u6)=49(−0.84697…)3−141.98415…(−0.84697…)2+37.18245…(−0.84697…)+163.11793…=−0.00002…f′(u6)=147(−0.84697…)2−283.96830…(−0.84697…)+37.18245…=383.14754…u7=−0.84697…
Δu7=∣−0.84697…−(−0.84697…)∣=6.72258E−8Δu7=6.72258E−8
u≈−0.84697…
長除法を適用する:u+0.84697…49u3−141.98415…u2+37.18245…u+163.11793…=49u2−183.48575…u+192.58964…
49u2−183.48575…u+192.58964…≈0
ニュートン・ラプソン法を使用して 49u2−183.48575…u+192.58964…=0 の解を1つ求める:以下の解はない: u∈R
49u2−183.48575…u+192.58964…=0
ニュートン・ラプソン概算の定義
f(u)=49u2−183.48575…u+192.58964…
発見する f′(u):98u−183.48575…
dud(49u2−183.48575…u+192.58964…)
和/差の法則を適用: (f±g)′=f′±g′=dud(49u2)−dud(183.48575…u)+dud(192.58964…)
dud(49u2)=98u
dud(49u2)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=49dud(u2)
乗の法則を適用: dxd(xa)=a⋅xa−1=49⋅2u2−1
簡素化=98u
dud(183.48575…u)=183.48575…
dud(183.48575…u)
定数を除去: (a⋅f)′=a⋅f′=183.48575…dudu
共通の導関数を適用: dudu=1=183.48575…⋅1
簡素化=183.48575…
dud(192.58964…)=0
dud(192.58964…)
定数の導関数: dxd(a)=0=0
=98u−183.48575…+0
簡素化=98u−183.48575…
仮定: u0=1Δun+1<になるまで un+1を計算する 0.000001
u1=1.67969…:Δu1=0.67969…
f(u0)=49⋅12−183.48575…⋅1+192.58964…=58.10389…f′(u0)=98⋅1−183.48575…=−85.48575…u1=1.67969…
Δu1=∣1.67969…−1∣=0.67969…Δu1=0.67969…
u2=2.87893…:Δu2=1.19924…
f(u1)=49⋅1.67969…2−183.48575…⋅1.67969…+192.58964…=22.63700…f′(u1)=98⋅1.67969…−183.48575…=−18.87604…u2=2.87893…
Δu2=∣2.87893…−1.67969…∣=1.19924…Δu2=1.19924…
u3=2.16457…:Δu3=0.71435…
f(u2)=49⋅2.87893…2−183.48575…⋅2.87893…+192.58964…=70.47130…f′(u2)=98⋅2.87893…−183.48575…=98.65002…u3=2.16457…
Δu3=∣2.16457…−2.87893…∣=0.71435…Δu3=0.71435…
u4=1.29159…:Δu4=0.87298…
f(u3)=49⋅2.16457…2−183.48575…⋅2.16457…+192.58964…=25.00497…f′(u3)=98⋅2.16457…−183.48575…=28.64306…u4=1.29159…
Δu4=∣1.29159…−2.16457…∣=0.87298…Δu4=0.87298…
u5=1.94777…:Δu5=0.65618…
f(u4)=49⋅1.29159…2−183.48575…⋅1.29159…+192.58964…=37.34304…f′(u4)=98⋅1.29159…−183.48575…=−56.90947…u5=1.94777…
Δu5=∣1.94777…−1.29159…∣=0.65618…Δu5=0.65618…
u6=−0.90468…:Δu6=2.85246…
f(u5)=49⋅1.94777…2−183.48575…⋅1.94777…+192.58964…=21.09824…f′(u5)=98⋅1.94777…−183.48575…=7.39649…u6=−0.90468…
Δu6=∣−0.90468…−1.94777…∣=2.85246…Δu6=2.85246…
u7=0.56030…:Δu7=1.46499…
f(u6)=49(−0.90468…)2−183.48575…(−0.90468…)+192.58964…=398.69183…f′(u6)=98(−0.90468…)−183.48575…=−272.14527…u7=0.56030…
Δu7=∣0.56030…−(−0.90468…)∣=1.46499…Δu7=1.46499…
u8=1.37822…:Δu8=0.81791…
f(u7)=49⋅0.56030…2−183.48575…⋅0.56030…+192.58964…=105.16450…f′(u7)=98⋅0.56030…−183.48575…=−128.57563…u8=1.37822…
Δu8=∣1.37822…−0.56030…∣=0.81791…Δu8=0.81791…
u9=2.05523…:Δu9=0.67701…
f(u8)=49⋅1.37822…2−183.48575…⋅1.37822…+192.58964…=32.78061…f′(u8)=98⋅1.37822…−183.48575…=−48.41953…u9=2.05523…
Δu9=∣2.05523…−1.37822…∣=0.67701…Δu9=0.67701…
u10=0.80248…:Δu10=1.25275…
f(u9)=49⋅2.05523…2−183.48575…⋅2.05523…+192.58964…=22.45892…f′(u9)=98⋅2.05523…−183.48575…=17.92765…u10=0.80248…
Δu10=∣0.80248…−2.05523…∣=1.25275…Δu10=1.25275…
解を見つけられない
解答はu≈0.24522…,u≈−0.84697…
u≈0.24522…,u≈−0.84697…
解を検算する
未定義の (特異) 点を求める:u=1,u=−1
−1.21+1−u20.81−0.49u2+1.54u の分母をゼロに比較する
解く 1−u2=0:u=1,u=−1
1−u2=0
1を右側に移動します
1−u2=0
両辺から1を引く1−u2−1=0−1
簡素化−u2=−1
−u2=−1
以下で両辺を割る−1
−u2=−1
以下で両辺を割る−1−1−u2=−1−1
簡素化u2=1
u2=1
x2=f(a) の場合, 解は x=f(a),−f(a)
u=1,u=−1
1=1
1
累乗根の規則を適用する: 1=1=1
−1=−1
−1
累乗根の規則を適用する: 1=11=1=−1
u=1,u=−1
以下の点は定義されていないu=1,u=−1
未定義のポイントを解に組み合わせる:
u≈0.24522…,u≈−0.84697…
代用を戻す u=sin(x)sin(x)≈0.24522…,sin(x)≈−0.84697…
sin(x)≈0.24522…,sin(x)≈−0.84697…
sin(x)=0.24522…:x=arcsin(0.24522…)+2πn,x=π−arcsin(0.24522…)+2πn
sin(x)=0.24522…
三角関数の逆数プロパティを適用する
sin(x)=0.24522…
以下の一般解 sin(x)=0.24522…sin(x)=a⇒x=arcsin(a)+2πn,x=π−arcsin(a)+2πnx=arcsin(0.24522…)+2πn,x=π−arcsin(0.24522…)+2πn
x=arcsin(0.24522…)+2πn,x=π−arcsin(0.24522…)+2πn
sin(x)=−0.84697…:x=arcsin(−0.84697…)+2πn,x=π+arcsin(0.84697…)+2πn
sin(x)=−0.84697…
三角関数の逆数プロパティを適用する
sin(x)=−0.84697…
以下の一般解 sin(x)=−0.84697…sin(x)=−a⇒x=arcsin(−a)+2πn,x=π+arcsin(a)+2πnx=arcsin(−0.84697…)+2πn,x=π+arcsin(0.84697…)+2πn
x=arcsin(−0.84697…)+2πn,x=π+arcsin(0.84697…)+2πn
すべての解を組み合わせるx=arcsin(0.24522…)+2πn,x=π−arcsin(0.24522…)+2πn,x=arcsin(−0.84697…)+2πn,x=π+arcsin(0.84697…)+2πn
元のequationに当てはめて解を検算する
cos(x)0.9+0.7sin(x)=1.1 に当てはめて解を確認する
equationに一致しないものを削除する。
解答を確認する arcsin(0.24522…)+2πn:真
arcsin(0.24522…)+2πn
挿入 n=1arcsin(0.24522…)+2π1
cos(x)0.9+0.7sin(x)=1.1の挿入向けx=arcsin(0.24522…)+2π1cos(arcsin(0.24522…)+2π1)0.9+0.7sin(arcsin(0.24522…)+2π1)=1.1
改良1.1=1.1
⇒真
解答を確認する π−arcsin(0.24522…)+2πn:偽
π−arcsin(0.24522…)+2πn
挿入 n=1π−arcsin(0.24522…)+2π1
cos(x)0.9+0.7sin(x)=1.1の挿入向けx=π−arcsin(0.24522…)+2π1cos(π−arcsin(0.24522…)+2π1)0.9+0.7sin(π−arcsin(0.24522…)+2π1)=1.1
改良−0.75669…=1.1
⇒偽
解答を確認する arcsin(−0.84697…)+2πn:真
arcsin(−0.84697…)+2πn
挿入 n=1arcsin(−0.84697…)+2π1
cos(x)0.9+0.7sin(x)=1.1の挿入向けx=arcsin(−0.84697…)+2π1cos(arcsin(−0.84697…)+2π1)0.9+0.7sin(arcsin(−0.84697…)+2π1)=1.1
改良1.1=1.1
⇒真
解答を確認する π+arcsin(0.84697…)+2πn:偽
π+arcsin(0.84697…)+2πn
挿入 n=1π+arcsin(0.84697…)+2π1
cos(x)0.9+0.7sin(x)=1.1の挿入向けx=π+arcsin(0.84697…)+2π1cos(π+arcsin(0.84697…)+2π1)0.9+0.7sin(π+arcsin(0.84697…)+2π1)=1.1
改良−2.28576…=1.1
⇒偽
x=arcsin(0.24522…)+2πn,x=arcsin(−0.84697…)+2πn
10進法形式で解を証明するx=0.24774…+2πn,x=−1.01026…+2πn