問題を入力...
三角関数 例
sin(7x)sin(7x)
ステップ 1
sin(7x)sin(7x)を展開する方法は、ド・モアブルの定理(r(cos(x)+i⋅sin(x))n=rn(cos(nx)+i⋅sin(nx)))(r(cos(x)+i⋅sin(x))n=rn(cos(nx)+i⋅sin(nx)))を利用することです。r=1r=1のとき、cos(nx)+i⋅sin(nx)=(cos(x)+i⋅sin(x))ncos(nx)+i⋅sin(nx)=(cos(x)+i⋅sin(x))nです。
cos(nx)+i⋅sin(nx)=(cos(x)+i⋅sin(x))ncos(nx)+i⋅sin(nx)=(cos(x)+i⋅sin(x))n
ステップ 2
2項定理を使ってcos(nx)+i⋅sin(nx)=(cos(x)+i⋅sin(x))ncos(nx)+i⋅sin(nx)=(cos(x)+i⋅sin(x))nの右辺を展開します。
展開:(cos(x)+i⋅sin(x))7(cos(x)+i⋅sin(x))7
ステップ 3
二項定理を利用します。
cos7(x)+7cos6(x)(isin(x))+21cos5(x)(isin(x))2+35cos4(x)(isin(x))3+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7cos7(x)+7cos6(x)(isin(x))+21cos5(x)(isin(x))2+35cos4(x)(isin(x))3+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4
ステップ 4.1
各項を簡約します。
ステップ 4.1.1
積の法則をisin(x)isin(x)に当てはめます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)+21cos5(x)(i2sin2(x))+35cos4(x)(isin(x))3+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7cos7(x)+7cos6(x)isin(x)+21cos5(x)(i2sin2(x))+35cos4(x)(isin(x))3+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.2
積の可換性を利用して書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)+21⋅i2cos5(x)sin2(x)+35cos4(x)(isin(x))3+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7cos7(x)+7cos6(x)isin(x)+21⋅i2cos5(x)sin2(x)+35cos4(x)(isin(x))3+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.3
i2i2を-1−1に書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)+21⋅-1cos5(x)sin2(x)+35cos4(x)(isin(x))3+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7cos7(x)+7cos6(x)isin(x)+21⋅−1cos5(x)sin2(x)+35cos4(x)(isin(x))3+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.4
2121に-1−1をかけます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)+35cos4(x)(isin(x))3+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7cos7(x)+7cos6(x)isin(x)−21cos5(x)sin2(x)+35cos4(x)(isin(x))3+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.5
積の法則をisin(x)isin(x)に当てはめます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)+35cos4(x)(i3sin3(x))+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7cos7(x)+7cos6(x)isin(x)−21cos5(x)sin2(x)+35cos4(x)(i3sin3(x))+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.6
積の可換性を利用して書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)+35⋅i3cos4(x)sin3(x)+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7cos7(x)+7cos6(x)isin(x)−21cos5(x)sin2(x)+35⋅i3cos4(x)sin3(x)+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.7
i2i2を因数分解します。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)+35⋅(i2⋅i)cos4(x)sin3(x)+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7cos7(x)+7cos6(x)isin(x)−21cos5(x)sin2(x)+35⋅(i2⋅i)cos4(x)sin3(x)+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.8
i2i2を-1−1に書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)+35⋅(-1⋅i)cos4(x)sin3(x)+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7cos7(x)+7cos6(x)isin(x)−21cos5(x)sin2(x)+35⋅(−1⋅i)cos4(x)sin3(x)+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.9
-1i−1iを-i−iに書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)+35⋅(-i)cos4(x)sin3(x)+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7cos7(x)+7cos6(x)isin(x)−21cos5(x)sin2(x)+35⋅(−i)cos4(x)sin3(x)+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.10
-1−1に3535をかけます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7cos7(x)+7cos6(x)isin(x)−21cos5(x)sin2(x)−35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)(isin(x))4+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.11
積の法則をisin(x)isin(x)に当てはめます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)(i4sin4(x))+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7cos7(x)+7cos6(x)isin(x)−21cos5(x)sin2(x)−35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)(i4sin4(x))+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.12
積の可換性を利用して書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35⋅i4cos3(x)sin4(x)+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7cos7(x)+7cos6(x)isin(x)−21cos5(x)sin2(x)−35icos4(x)sin3(x)+35⋅i4cos3(x)sin4(x)+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.13
i4i4を11に書き換えます。
ステップ 4.1.13.1
i4i4を(i2)2(i2)2に書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35⋅(i2)2cos3(x)sin4(x)+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7cos7(x)+7cos6(x)isin(x)−21cos5(x)sin2(x)−35icos4(x)sin3(x)+35⋅(i2)2cos3(x)sin4(x)+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.13.2
i2i2を-1−1に書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35⋅(-1)2cos3(x)sin4(x)+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7cos7(x)+7cos6(x)isin(x)−21cos5(x)sin2(x)−35icos4(x)sin3(x)+35⋅(−1)2cos3(x)sin4(x)+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.13.3
-1−1を22乗します。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35⋅1cos3(x)sin4(x)+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7cos7(x)+7cos6(x)isin(x)−21cos5(x)sin2(x)−35icos4(x)sin3(x)+35⋅1cos3(x)sin4(x)+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35⋅1cos3(x)sin4(x)+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.14
35に1をかけます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21cos2(x)(isin(x))5+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.15
積の法則をisin(x)に当てはめます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21cos2(x)(i5sin5(x))+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.16
積の可換性を利用して書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21⋅i5cos2(x)sin5(x)+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.17
i4を因数分解します。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21⋅(i4i)cos2(x)sin5(x)+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.18
i4を1に書き換えます。
ステップ 4.1.18.1
i4を(i2)2に書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21⋅((i2)2i)cos2(x)sin5(x)+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.18.2
i2を-1に書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21⋅((-1)2i)cos2(x)sin5(x)+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.18.3
-1を2乗します。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21⋅(1i)cos2(x)sin5(x)+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21⋅(1i)cos2(x)sin5(x)+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.19
iに1をかけます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21⋅icos2(x)sin5(x)+7cos(x)(isin(x))6+(isin(x))7
ステップ 4.1.20
積の法則をisin(x)に当てはめます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)+7cos(x)(i6sin6(x))+(isin(x))7
ステップ 4.1.21
i4を因数分解します。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)+7cos(x)(i4i2sin6(x))+(isin(x))7
ステップ 4.1.22
i4を1に書き換えます。
ステップ 4.1.22.1
i4を(i2)2に書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)+7cos(x)((i2)2i2sin6(x))+(isin(x))7
ステップ 4.1.22.2
i2を-1に書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)+7cos(x)((-1)2i2sin6(x))+(isin(x))7
ステップ 4.1.22.3
-1を2乗します。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)+7cos(x)(1i2sin6(x))+(isin(x))7
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)+7cos(x)(1i2sin6(x))+(isin(x))7
ステップ 4.1.23
i2に1をかけます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)+7cos(x)(i2sin6(x))+(isin(x))7
ステップ 4.1.24
i2を-1に書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)+7cos(x)(-1sin6(x))+(isin(x))7
ステップ 4.1.25
-1sin6(x)を-sin6(x)に書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)+7cos(x)(-sin6(x))+(isin(x))7
ステップ 4.1.26
-1に7をかけます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)-7cos(x)sin6(x)+(isin(x))7
ステップ 4.1.27
積の法則をisin(x)に当てはめます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)-7cos(x)sin6(x)+i7sin7(x)
ステップ 4.1.28
i7をi4(i2⋅i)に書き換えます。
ステップ 4.1.28.1
i4を因数分解します。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)-7cos(x)sin6(x)+i4i3sin7(x)
ステップ 4.1.28.2
i2を因数分解します。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)-7cos(x)sin6(x)+i4(i2⋅i)sin7(x)
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)-7cos(x)sin6(x)+i4(i2⋅i)sin7(x)
ステップ 4.1.29
i4を1に書き換えます。
ステップ 4.1.29.1
i4を(i2)2に書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)-7cos(x)sin6(x)+(i2)2(i2⋅i)sin7(x)
ステップ 4.1.29.2
i2を-1に書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)-7cos(x)sin6(x)+(-1)2(i2⋅i)sin7(x)
ステップ 4.1.29.3
-1を2乗します。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)-7cos(x)sin6(x)+1(i2⋅i)sin7(x)
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)-7cos(x)sin6(x)+1(i2⋅i)sin7(x)
ステップ 4.1.30
i2⋅iに1をかけます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)-7cos(x)sin6(x)+i2⋅isin7(x)
ステップ 4.1.31
i2を-1に書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)-7cos(x)sin6(x)-1⋅isin7(x)
ステップ 4.1.32
-1iを-iに書き換えます。
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)-7cos(x)sin6(x)-isin7(x)
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)-7cos(x)sin6(x)-isin7(x)
ステップ 4.2
cos7(x)+7cos6(x)isin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)-7cos(x)sin6(x)-isin7(x)の因数を並べ替えます。
cos7(x)+7icos6(x)sin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)-7cos(x)sin6(x)-isin7(x)
cos7(x)+7icos6(x)sin(x)-21cos5(x)sin2(x)-35icos4(x)sin3(x)+35cos3(x)sin4(x)+21icos2(x)sin5(x)-7cos(x)sin6(x)-isin7(x)
ステップ 5
sin(7x)と等しい虚数部をもつ式を取り出します。虚数iを削除します。
sin(7x)=7cos6(x)sin(x)-35cos4(x)sin3(x)+21cos2(x)sin5(x)-sin7(x)