三角関数例

$\sin (x) \cos (\frac{π}{2}) + \cos (x) \sin (\frac{π}{2}) = - \frac{1}{2}$

ステップ 1

方程式の両辺を2乗します。

${(\sin (x) \cos (\frac{π}{2}) + \cos (x) \sin (\frac{π}{2}))}^{2} = {(- \frac{1}{2})}^{2}$

ステップ 2

${(\sin (x) \cos (\frac{π}{2}) + \cos (x) \sin (\frac{π}{2}))}^{2}$ を簡約します。

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ステップ 2.1

各項を簡約します。

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ステップ 2.1.1

$\cos (\frac{π}{2})$ の厳密値は $0$ です。

${(\sin (x) \cdot 0 + \cos (x) \sin (\frac{π}{2}))}^{2} = {(- \frac{1}{2})}^{2}$

ステップ 2.1.2

$\sin (x)$ に $0$ をかけます。

${(0 + \cos (x) \sin (\frac{π}{2}))}^{2} = {(- \frac{1}{2})}^{2}$

ステップ 2.1.3

$\sin (\frac{π}{2})$ の厳密値は $1$ です。

${(0 + \cos (x) \cdot 1)}^{2} = {(- \frac{1}{2})}^{2}$

ステップ 2.1.4

$\cos (x)$ に $1$ をかけます。

${(0 + \cos (x))}^{2} = {(- \frac{1}{2})}^{2}$

ステップ 2.2

$0$ と $\cos (x)$ をたし算します。

$\cos^{2} (x) = {(- \frac{1}{2})}^{2}$

ステップ 3

${(- \frac{1}{2})}^{2}$ を簡約します。

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ステップ 3.1

べき乗則 ${(a b)}^{n} = a^{n} b^{n}$ を利用して指数を分配します。

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ステップ 3.1.1

積の法則を $- \frac{1}{2}$ に当てはめます。

$\cos^{2} (x) = {(- 1)}^{2} {(\frac{1}{2})}^{2}$

ステップ 3.1.2

積の法則を $\frac{1}{2}$ に当てはめます。

$\cos^{2} (x) = {(- 1)}^{2} \frac{1^{2}}{2^{2}}$

ステップ 3.2

$- 1$ を $2$ 乗します。

$\cos^{2} (x) = 1 \frac{1^{2}}{2^{2}}$

ステップ 3.3

$\frac{1^{2}}{2^{2}}$ に $1$ をかけます。

$\cos^{2} (x) = \frac{1^{2}}{2^{2}}$

ステップ 3.4

1のすべての数の累乗は1です。

$\cos^{2} (x) = \frac{1}{2^{2}}$

ステップ 3.5

$2$ を $2$ 乗します。

$\cos^{2} (x) = \frac{1}{4}$

ステップ 4

Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.

$\cos (x) = \pm \sqrt{\frac{1}{4}}$

ステップ 5

$\pm \sqrt{\frac{1}{4}}$ を簡約します。

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ステップ 5.1

$\sqrt{\frac{1}{4}}$ を $\frac{\sqrt{1}}{\sqrt{4}}$ に書き換えます。

$\cos (x) = \pm \frac{\sqrt{1}}{\sqrt{4}}$

ステップ 5.2

$1$ のいずれの根は $1$ です。

$\cos (x) = \pm \frac{1}{\sqrt{4}}$

ステップ 5.3

分母を簡約します。

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ステップ 5.3.1

$4$ を $2^{2}$ に書き換えます。

$\cos (x) = \pm \frac{1}{\sqrt{2^{2}}}$

ステップ 5.3.2

正の実数と仮定して、累乗根の下から項を取り出します。

$\cos (x) = \pm \frac{1}{2}$

ステップ 6

完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。

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ステップ 6.1

まず、 $\pm$ の正の数を利用し、1番目の解を求めます。

$\cos (x) = \frac{1}{2}$

ステップ 6.2

次に、 $\pm$ の負の値を利用し。2番目の解を求めます。

$\cos (x) = - \frac{1}{2}$

ステップ 6.3

完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。

$\cos (x) = \frac{1}{2}, - \frac{1}{2}$

ステップ 7

各解を求め、 $x$ を解きます。

$\cos (x) = \frac{1}{2}$

$\cos (x) = - \frac{1}{2}$

ステップ 8

$\cos (x) = \frac{1}{2}$ の $x$ について解きます。

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ステップ 8.1

方程式の両辺の逆余弦をとり、余弦の中から $x$ を取り出します。

$x = \arccos (\frac{1}{2})$

ステップ 8.2

右辺を簡約します。

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ステップ 8.2.1

$\arccos (\frac{1}{2})$ の厳密値は $\frac{π}{3}$ です。

$x = \frac{π}{3}$

ステップ 8.3

余弦関数は、第一象限と第四象限で正となります。2番目の解を求めるには、 $2 π$ から参照角を引き、第四象限で解を求めます。

$x = 2 π - \frac{π}{3}$

ステップ 8.4

$2 π - \frac{π}{3}$ を簡約します。

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ステップ 8.4.1

$2 π$ を公分母のある分数として書くために、 $\frac{3}{3}$ を掛けます。

$x = 2 π \cdot \frac{3}{3} - \frac{π}{3}$

ステップ 8.4.2

分数をまとめます。

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ステップ 8.4.2.1

$2 π$ と $\frac{3}{3}$ をまとめます。

$x = \frac{2 π \cdot 3}{3} - \frac{π}{3}$

ステップ 8.4.2.2

公分母の分子をまとめます。

$x = \frac{2 π \cdot 3 - π}{3}$

ステップ 8.4.3

分子を簡約します。

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ステップ 8.4.3.1

$3$ に $2$ をかけます。

$x = \frac{6 π - π}{3}$

ステップ 8.4.3.2

$6 π$ から $π$ を引きます。

$x = \frac{5 π}{3}$

ステップ 8.5

$\cos (x)$ の周期を求めます。

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ステップ 8.5.1

関数の期間は $\frac{2 π}{| b |}$ を利用して求めることができます。

$\frac{2 π}{| b |}$

ステップ 8.5.2

周期の公式の $b$ を $1$ で置き換えます。

$\frac{2 π}{| 1 |}$

ステップ 8.5.3

絶対値は数と0の間の距離です。 $0$ と $1$ の間の距離は $1$ です。

$\frac{2 π}{1}$

ステップ 8.5.4

$2 π$ を $1$ で割ります。

$2 π$

ステップ 8.6

$\cos (x)$ 関数の周期が $2 π$ なので、両方向で $2 π$ ラジアンごとに値を繰り返します。

$x = \frac{π}{3} + 2 π n, \frac{5 π}{3} + 2 π n$ 、任意の整数 $n$

ステップ 9

$\cos (x) = - \frac{1}{2}$ の $x$ について解きます。

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ステップ 9.1

方程式の両辺の逆余弦をとり、余弦の中から $x$ を取り出します。

$x = \arccos (- \frac{1}{2})$

ステップ 9.2

右辺を簡約します。

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ステップ 9.2.1

$\arccos (- \frac{1}{2})$ の厳密値は $\frac{2 π}{3}$ です。

$x = \frac{2 π}{3}$

ステップ 9.3

余弦関数は、第二象限と第三象限で負となります。2番目の解を求めるには、 $2 π$ から参照角を引き、第三象限で解を求めます。

$x = 2 π - \frac{2 π}{3}$

ステップ 9.4

$2 π - \frac{2 π}{3}$ を簡約します。

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ステップ 9.4.1

$2 π$ を公分母のある分数として書くために、 $\frac{3}{3}$ を掛けます。

$x = 2 π \cdot \frac{3}{3} - \frac{2 π}{3}$

ステップ 9.4.2

分数をまとめます。

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ステップ 9.4.2.1

$2 π$ と $\frac{3}{3}$ をまとめます。

$x = \frac{2 π \cdot 3}{3} - \frac{2 π}{3}$

ステップ 9.4.2.2

公分母の分子をまとめます。

$x = \frac{2 π \cdot 3 - 2 π}{3}$

ステップ 9.4.3

分子を簡約します。

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ステップ 9.4.3.1

$3$ に $2$ をかけます。

$x = \frac{6 π - 2 π}{3}$

ステップ 9.4.3.2

$6 π$ から $2 π$ を引きます。

$x = \frac{4 π}{3}$

ステップ 9.5

$\cos (x)$ の周期を求めます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 9.5.1

関数の期間は $\frac{2 π}{| b |}$ を利用して求めることができます。

$\frac{2 π}{| b |}$

ステップ 9.5.2

周期の公式の $b$ を $1$ で置き換えます。

$\frac{2 π}{| 1 |}$

ステップ 9.5.3

絶対値は数と0の間の距離です。 $0$ と $1$ の間の距離は $1$ です。

$\frac{2 π}{1}$

ステップ 9.5.4

$2 π$ を $1$ で割ります。

$2 π$

ステップ 9.6

$\cos (x)$ 関数の周期が $2 π$ なので、両方向で $2 π$ ラジアンごとに値を繰り返します。

$x = \frac{2 π}{3} + 2 π n, \frac{4 π}{3} + 2 π n$ 、任意の整数 $n$

ステップ 10

すべての解をまとめます。

$x = \frac{π}{3} + 2 π n, \frac{5 π}{3} + 2 π n, \frac{2 π}{3} + 2 π n, \frac{4 π}{3} + 2 π n$ 、任意の整数 $n$

ステップ 11

解をまとめます。

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ステップ 11.1

$\frac{4 π}{3} + 2 π n$ と $\frac{π}{3} + π n$ を $\frac{π}{3} + 2 π n$ にまとめます。

$x = \frac{π}{3} + π n, \frac{5 π}{3} + 2 π n, \frac{2 π}{3} + 2 π n$ 、任意の整数 $n$

ステップ 11.2

$\frac{2 π}{3} + 2 π n$ と $\frac{2 π}{3} + π n$ を $\frac{5 π}{3} + 2 π n$ にまとめます。

$x = \frac{π}{3} + π n, \frac{2 π}{3} + π n$ 、任意の整数 $n$

ステップ 12

$\sin (x) \cos (\frac{π}{2}) + \cos (x) \sin (\frac{π}{2}) = - \frac{1}{2}$ が真にならない解を除外します。

$x = \frac{2 π}{3} + 2 π n, \frac{4 π}{3} + 2 π n$ 、任意の整数 $n$

三角関数 例

三角関数例