微分積分例

$\tan (2 x) = 1$

ステップ 1

方程式の両辺の逆正切をとり、正切の中から

$x$ を取り出します。

$2 x = \arctan (1)$

ステップ 2

右辺を簡約します。

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ステップ 2.1

$\arctan (1)$ の厳密値は

$\frac{π}{4}$ です。

$2 x = \frac{π}{4}$

ステップ 3

$2 x = \frac{π}{4}$ の各項を

$2$ で割り、簡約します。

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ステップ 3.1

$2 x = \frac{π}{4}$ の各項を

$2$ で割ります。

$\frac{2 x}{2} = \frac{\frac{π}{4}}{2}$

ステップ 3.2

左辺を簡約します。

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ステップ 3.2.1

$2$ の共通因数を約分します。

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ステップ 3.2.1.1

共通因数を約分します。

$\frac{2 x}{2} = \frac{\frac{π}{4}}{2}$

ステップ 3.2.1.2

$x$ を

$1$ で割ります。

$x = \frac{\frac{π}{4}}{2}$

ステップ 3.3

右辺を簡約します。

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ステップ 3.3.1

分子に分母の逆数を掛けます。

$x = \frac{π}{4} \cdot \frac{1}{2}$

ステップ 3.3.2

$\frac{π}{4} \cdot \frac{1}{2}$ を掛けます。

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ステップ 3.3.2.1

$\frac{π}{4}$ に

$\frac{1}{2}$ をかけます。

$x = \frac{π}{4 \cdot 2}$

ステップ 3.3.2.2

$4$ に

$2$ をかけます。

$x = \frac{π}{8}$

ステップ 4

正接関数は、第一象限と第三象限で正となります。2番目の解を求めるには、

$π$ から参照角を足し、第四象限で解を求めます。

$2 x = π + \frac{π}{4}$

ステップ 5

$x$ について解きます。

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ステップ 5.1

簡約します。

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ステップ 5.1.1

$π$ を公分母のある分数として書くために、

$\frac{4}{4}$ を掛けます。

$2 x = π \cdot \frac{4}{4} + \frac{π}{4}$

ステップ 5.1.2

$π$ と

$\frac{4}{4}$ をまとめます。

$2 x = \frac{π \cdot 4}{4} + \frac{π}{4}$

ステップ 5.1.3

公分母の分子をまとめます。

$2 x = \frac{π \cdot 4 + π}{4}$

ステップ 5.1.4

$π \cdot 4$ と

$π$ をたし算します。

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ステップ 5.1.4.1

$π$ と

$4$ を並べ替えます。

$2 x = \frac{4 \cdot π + π}{4}$

ステップ 5.1.4.2

$4 \cdot π$ と

$π$ をたし算します。

$2 x = \frac{5 \cdot π}{4}$

ステップ 5.2

$2 x = \frac{5 \cdot π}{4}$ の各項を

$2$ で割り、簡約します。

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ステップ 5.2.1

$2 x = \frac{5 \cdot π}{4}$ の各項を

$2$ で割ります。

$\frac{2 x}{2} = \frac{\frac{5 \cdot π}{4}}{2}$

ステップ 5.2.2

左辺を簡約します。

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ステップ 5.2.2.1

$2$ の共通因数を約分します。

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ステップ 5.2.2.1.1

共通因数を約分します。

$\frac{2 x}{2} = \frac{\frac{5 \cdot π}{4}}{2}$

ステップ 5.2.2.1.2

$x$ を

$1$ で割ります。

$x = \frac{\frac{5 \cdot π}{4}}{2}$

ステップ 5.2.3

右辺を簡約します。

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ステップ 5.2.3.1

分子に分母の逆数を掛けます。

$x = \frac{5 \cdot π}{4} \cdot \frac{1}{2}$

ステップ 5.2.3.2

$\frac{5 π}{4} \cdot \frac{1}{2}$ を掛けます。

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ステップ 5.2.3.2.1

$\frac{5 π}{4}$ に

$\frac{1}{2}$ をかけます。

$x = \frac{5 π}{4 \cdot 2}$

ステップ 5.2.3.2.2

$4$ に

$2$ をかけます。

$x = \frac{5 π}{8}$

ステップ 6

$\tan (2 x)$ の周期を求めます。

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ステップ 6.1

関数の期間は

$\frac{π}{| b |}$ を利用して求めることができます。

$\frac{π}{| b |}$

ステップ 6.2

周期の公式の

$b$ を

$2$ で置き換えます。

$\frac{π}{| 2 |}$

ステップ 6.3

絶対値は数と0の間の距離です。

$0$ と

$2$ の間の距離は

$2$ です。

$\frac{π}{2}$

ステップ 7

$\tan (2 x)$ 関数の周期が

$\frac{π}{2}$ なので、両方向で

$\frac{π}{2}$ ラジアンごとに値を繰り返します。

$x = \frac{π}{8} + \frac{π n}{2}, \frac{5 π}{8} + \frac{π n}{2}$ 、任意の整数

$n$

ステップ 8

答えをまとめます。

$x = \frac{π}{8} + \frac{π n}{2}$ 、任意の整数

$n$

微分積分 例

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