三角関数例

$4 \sin^{2} (x) - 1 = 0$

ステップ 1

方程式の両辺に $1$ を足します。

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

ステップ 2

$4 \sin^{2} (x) = 1$ の各項を $4$ で割り、簡約します。

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ステップ 2.1

$4 \sin^{2} (x) = 1$ の各項を $4$ で割ります。

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

ステップ 2.2

左辺を簡約します。

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ステップ 2.2.1

$4$ の共通因数を約分します。

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ステップ 2.2.1.1

共通因数を約分します。

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

ステップ 2.2.1.2

$\sin^{2} (x)$ を $1$ で割ります。

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

ステップ 3

方程式の両辺の指定した根をとり、左辺の指数を消去します。

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

ステップ 4

$\pm \sqrt{\frac{1}{4}}$ を簡約します。

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ステップ 4.1

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

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

ステップ 4.2

$1$ のいずれの根は $1$ です。

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

ステップ 4.3

分母を簡約します。

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ステップ 4.3.1

$4$ を $2^{2}$ に書き換えます。

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

ステップ 4.3.2

正の実数と仮定して、累乗根の下から項を取り出します。

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

ステップ 5

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 5.1

まず、 $\pm$ の正の数を利用し、1番目の解を求めます。

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

ステップ 5.2

次に、 $\pm$ の負の値を利用し。2番目の解を求めます。

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

ステップ 5.3

完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。

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

ステップ 6

各解を求め、 $x$ を解きます。

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

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

ステップ 7

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

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ステップ 7.1

方程式の両辺の逆正弦をとり、正弦の中から $x$ を取り出します。

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

ステップ 7.2

右辺を簡約します。

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ステップ 7.2.1

$\arcsin (\frac{1}{2})$ の厳密値は $\frac{π}{6}$ です。

$x = \frac{π}{6}$

ステップ 7.3

正弦関数は、第一象限と第二象限で正となります。2番目の解を求めるには、 $π$ から参照角を引き、第二象限で解を求めます。

$x = π - \frac{π}{6}$

ステップ 7.4

$π - \frac{π}{6}$ を簡約します。

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ステップ 7.4.1

$π$ を公分母のある分数として書くために、 $\frac{6}{6}$ を掛けます。

$x = π \cdot \frac{6}{6} - \frac{π}{6}$

ステップ 7.4.2

分数をまとめます。

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ステップ 7.4.2.1

$π$ と $\frac{6}{6}$ をまとめます。

$x = \frac{π \cdot 6}{6} - \frac{π}{6}$

ステップ 7.4.2.2

公分母の分子をまとめます。

$x = \frac{π \cdot 6 - π}{6}$

ステップ 7.4.3

分子を簡約します。

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ステップ 7.4.3.1

$6$ を $π$ の左に移動させます。

$x = \frac{6 \cdot π - π}{6}$

ステップ 7.4.3.2

$6 π$ から $π$ を引きます。

$x = \frac{5 π}{6}$

ステップ 7.5

$\sin (x)$ の周期を求めます。

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ステップ 7.5.1

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 7.5.2

周期の公式の $b$ を $1$ で置き換えます。

$\frac{2 π}{| 1 |}$

ステップ 7.5.3

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 7.5.4

$2 π$ を $1$ で割ります。

$2 π$

ステップ 7.6

$\sin (x)$ 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。

$x = \frac{π}{6} + 2 π n, \frac{5 π}{6} + 2 π n$ 、任意の整数 $n$

ステップ 8

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

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ステップ 8.1

方程式の両辺の逆正弦をとり、正弦の中から $x$ を取り出します。

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

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

$\arcsin (- \frac{1}{2})$ の厳密値は $- \frac{π}{6}$ です。

$x = - \frac{π}{6}$

ステップ 8.3

正弦関数は、第三象限と第四象限で負となります。2番目の解を求めるには、 $2 π$ から解を引き、参照角を求めます。次に、この参照角を $π$ に足し、第三象限で解を求めます。

$x = 2 π + \frac{π}{6} + π$

ステップ 8.4

式を簡約し、2番目の解を求めます。

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ステップ 8.4.1

$2 π + \frac{π}{6} + π$ から $2 π$ を引きます。

$x = 2 π + \frac{π}{6} + π - 2 π$

ステップ 8.4.2

$\frac{7 π}{6}$ の結果の角度は正で、 $2 π$ より小さく、 $2 π + \frac{π}{6} + π$ と隣接します。

$x = \frac{7 π}{6}$

ステップ 8.5

$\sin (x)$ 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

$2 π$ を各負の角に足し、正の角を得ます。

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ステップ 8.6.1

$2 π$ を $- \frac{π}{6}$ に足し、正の角を求めます。

$- \frac{π}{6} + 2 π$

ステップ 8.6.2

$2 π$ を公分母のある分数として書くために、 $\frac{6}{6}$ を掛けます。

$2 π \cdot \frac{6}{6} - \frac{π}{6}$

ステップ 8.6.3

分数をまとめます。

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ステップ 8.6.3.1

$2 π$ と $\frac{6}{6}$ をまとめます。

$\frac{2 π \cdot 6}{6} - \frac{π}{6}$

ステップ 8.6.3.2

公分母の分子をまとめます。

$\frac{2 π \cdot 6 - π}{6}$

ステップ 8.6.4

分子を簡約します。

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ステップ 8.6.4.1

$6$ に $2$ をかけます。

$\frac{12 π - π}{6}$

ステップ 8.6.4.2

$12 π$ から $π$ を引きます。

$\frac{11 π}{6}$

ステップ 8.6.5

新しい角をリストします。

$x = \frac{11 π}{6}$

ステップ 8.7

$\sin (x)$ 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。

$x = \frac{7 π}{6} + 2 π n, \frac{11 π}{6} + 2 π n$ 、任意の整数 $n$

ステップ 9

すべての解をまとめます。

$x = \frac{π}{6} + 2 π n, \frac{5 π}{6} + 2 π n, \frac{7 π}{6} + 2 π n, \frac{11 π}{6} + 2 π n$ 、任意の整数 $n$

ステップ 10

解をまとめます。

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ステップ 10.1

$\frac{7 π}{6} + 2 π n$ と $\frac{π}{6} + π n$ を $\frac{π}{6} + 2 π n$ にまとめます。

$x = \frac{π}{6} + π n, \frac{5 π}{6} + 2 π n, \frac{11 π}{6} + 2 π n$ 、任意の整数 $n$

ステップ 10.2

$\frac{11 π}{6} + 2 π n$ と $\frac{5 π}{6} + π n$ を $\frac{5 π}{6} + 2 π n$ にまとめます。

$x = \frac{π}{6} + π n, \frac{5 π}{6} + π n$ 、任意の整数 $n$

三角関数 例

三角関数例