Тригонометрия Примеры

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

Этап 1

Разделим каждый член $2 \cos^{2} (2 x) = 1$ на $2$ и упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

Разделим каждый член $2 \cos^{2} (2 x) = 1$ на $2$ .

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

Этап 1.2

Упростим левую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.1

Сократим общий множитель $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.1.1

Сократим общий множитель.

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

Этап 1.2.1.2

Разделим $\cos^{2} (2 x)$ на $1$ .

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

Этап 2

Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.

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

Этап 3

Упростим $\pm \sqrt{\frac{1}{2}}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Перепишем $\sqrt{\frac{1}{2}}$ в виде $\frac{\sqrt{1}}{\sqrt{2}}$ .

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

Этап 3.2

Любой корень из $1$ равен $1$ .

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

Этап 3.3

Умножим $\frac{1}{\sqrt{2}}$ на $\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}$ .

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

Этап 3.4

Объединим и упростим знаменатель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.4.1

Умножим $\frac{1}{\sqrt{2}}$ на $\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}$ .

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

Этап 3.4.2

Возведем $\sqrt{2}$ в степень $1$ .

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

Этап 3.4.3

Возведем $\sqrt{2}$ в степень $1$ .

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

Этап 3.4.4

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

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

Этап 3.4.5

Добавим $1$ и $1$ .

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

Этап 3.4.6

Перепишем ${\sqrt{2}}^{2}$ в виде $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.4.6.1

С помощью $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ запишем $\sqrt{2}$ в виде $2^{\frac{1}{2}}$ .

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

Этап 3.4.6.2

Применим правило степени и перемножим показатели, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

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

Этап 3.4.6.3

Объединим $\frac{1}{2}$ и $2$ .

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

Этап 3.4.6.4

Сократим общий множитель $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.4.6.4.1

Сократим общий множитель.

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

Этап 3.4.6.4.2

Перепишем это выражение.

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

Этап 3.4.6.5

Найдем экспоненту.

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

Этап 4

Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Сначала с помощью положительного значения $\pm$ найдем первое решение.

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

Этап 4.2

Затем, используя отрицательное значение $\pm$ , найдем второе решение.

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

Этап 4.3

Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.

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

Этап 5

Выпишем каждое выражение, чтобы найти решение для $x$ .

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

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

Этап 6

Решим относительно $x$ в $\cos (2 x) = \frac{\sqrt{2}}{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.1

Возьмем обратный косинус обеих частей уравнения, чтобы извлечь $x$ из косинуса.

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

Этап 6.2

Упростим правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.2.1

Точное значение $\arccos (\frac{\sqrt{2}}{2})$ : $\frac{π}{4}$ .

$2 x = \frac{π}{4}$

Этап 6.3

Разделим каждый член $2 x = \frac{π}{4}$ на $2$ и упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.3.1

Разделим каждый член $2 x = \frac{π}{4}$ на $2$ .

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

Этап 6.3.2

Упростим левую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.3.2.1

Сократим общий множитель $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.3.2.1.1

Сократим общий множитель.

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

Этап 6.3.2.1.2

Разделим $x$ на $1$ .

$x = \frac{\frac{π}{4}}{2}$

Этап 6.3.3

Упростим правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.3.3.1

Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.

$x = \frac{π}{4} \cdot \frac{1}{2}$

Этап 6.3.3.2

Умножим $\frac{π}{4} \cdot \frac{1}{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.3.3.2.1

Умножим $\frac{π}{4}$ на $\frac{1}{2}$ .

$x = \frac{π}{4 \cdot 2}$

Этап 6.3.3.2.2

Умножим $4$ на $2$ .

$x = \frac{π}{8}$

Этап 6.4

Функция косинуса положительна в первом и четвертом квадрантах. Чтобы найти второе решение, вычтем угол приведения из $2 π$ и найдем решение в четвертом квадранте.

$2 x = 2 π - \frac{π}{4}$

Этап 6.5

Решим относительно $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.5.1

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.5.1.1

Чтобы записать $2 π$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{4}{4}$ .

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

Этап 6.5.1.2

Объединим $2 π$ и $\frac{4}{4}$ .

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

Этап 6.5.1.3

Объединим числители над общим знаменателем.

$2 x = \frac{2 π \cdot 4 - π}{4}$

Этап 6.5.1.4

Умножим $4$ на $2$ .

$2 x = \frac{8 π - π}{4}$

Этап 6.5.1.5

Вычтем $π$ из $8 π$ .

$2 x = \frac{7 π}{4}$

Этап 6.5.2

Разделим каждый член $2 x = \frac{7 π}{4}$ на $2$ и упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.5.2.1

Разделим каждый член $2 x = \frac{7 π}{4}$ на $2$ .

$\frac{2 x}{2} = \frac{\frac{7 π}{4}}{2}$

Этап 6.5.2.2

Упростим левую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.5.2.2.1

Сократим общий множитель $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.5.2.2.1.1

Сократим общий множитель.

$\frac{2 x}{2} = \frac{\frac{7 π}{4}}{2}$

Этап 6.5.2.2.1.2

Разделим $x$ на $1$ .

$x = \frac{\frac{7 π}{4}}{2}$

Этап 6.5.2.3

Упростим правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.5.2.3.1

Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.

$x = \frac{7 π}{4} \cdot \frac{1}{2}$

Этап 6.5.2.3.2

Умножим $\frac{7 π}{4} \cdot \frac{1}{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.5.2.3.2.1

Умножим $\frac{7 π}{4}$ на $\frac{1}{2}$ .

$x = \frac{7 π}{4 \cdot 2}$

Этап 6.5.2.3.2.2

Умножим $4$ на $2$ .

$x = \frac{7 π}{8}$

Этап 6.6

Найдем период $\cos (2 x)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.6.1

Период функции можно вычислить по формуле $\frac{2 π}{| b |}$ .

$\frac{2 π}{| b |}$

Этап 6.6.2

Заменим $b$ на $2$ в формуле периода.

$\frac{2 π}{| 2 |}$

Этап 6.6.3

Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между $0$ и $2$ равно $2$ .

$\frac{2 π}{2}$

Этап 6.6.4

Сократим общий множитель $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.6.4.1

Сократим общий множитель.

$\frac{2 π}{2}$

Этап 6.6.4.2

Разделим $π$ на $1$ .

$π$

Этап 6.7

Период функции $\cos (2 x)$ равен $π$ . Поэтому значения повторяются через каждые $π$ рад. в обоих направлениях.

$x = \frac{π}{8} + π n, \frac{7 π}{8} + π n$ , для любого целого $n$

Этап 7

Решим относительно $x$ в $\cos (2 x) = - \frac{\sqrt{2}}{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1

Возьмем обратный косинус обеих частей уравнения, чтобы извлечь $x$ из косинуса.

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

Этап 7.2

Упростим правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.2.1

Точное значение $\arccos (- \frac{\sqrt{2}}{2})$ : $\frac{3 π}{4}$ .

$2 x = \frac{3 π}{4}$

Этап 7.3

Разделим каждый член $2 x = \frac{3 π}{4}$ на $2$ и упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.3.1

Разделим каждый член $2 x = \frac{3 π}{4}$ на $2$ .

$\frac{2 x}{2} = \frac{\frac{3 π}{4}}{2}$

Этап 7.3.2

Упростим левую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.3.2.1

Сократим общий множитель $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.3.2.1.1

Сократим общий множитель.

$\frac{2 x}{2} = \frac{\frac{3 π}{4}}{2}$

Этап 7.3.2.1.2

Разделим $x$ на $1$ .

$x = \frac{\frac{3 π}{4}}{2}$

Этап 7.3.3

Упростим правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.3.3.1

Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.

$x = \frac{3 π}{4} \cdot \frac{1}{2}$

Этап 7.3.3.2

Умножим $\frac{3 π}{4} \cdot \frac{1}{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.3.3.2.1

Умножим $\frac{3 π}{4}$ на $\frac{1}{2}$ .

$x = \frac{3 π}{4 \cdot 2}$

Этап 7.3.3.2.2

Умножим $4$ на $2$ .

$x = \frac{3 π}{8}$

Этап 7.4

Функция косинуса отрицательна во втором и третьем квадрантах. Чтобы найти второе решение, вычтем угол приведения из $2 π$ и найдем решение в третьем квадранте.

$2 x = 2 π - \frac{3 π}{4}$

Этап 7.5

Решим относительно $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.5.1

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.5.1.1

Чтобы записать $2 π$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{4}{4}$ .

$2 x = 2 π \cdot \frac{4}{4} - \frac{3 π}{4}$

Этап 7.5.1.2

Объединим $2 π$ и $\frac{4}{4}$ .

$2 x = \frac{2 π \cdot 4}{4} - \frac{3 π}{4}$

Этап 7.5.1.3

Объединим числители над общим знаменателем.

$2 x = \frac{2 π \cdot 4 - 3 π}{4}$

Этап 7.5.1.4

Умножим $4$ на $2$ .

$2 x = \frac{8 π - 3 π}{4}$

Этап 7.5.1.5

Вычтем $3 π$ из $8 π$ .

$2 x = \frac{5 π}{4}$

Этап 7.5.2

Разделим каждый член $2 x = \frac{5 π}{4}$ на $2$ и упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.5.2.1

Разделим каждый член $2 x = \frac{5 π}{4}$ на $2$ .

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

Этап 7.5.2.2

Упростим левую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.5.2.2.1

Сократим общий множитель $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.5.2.2.1.1

Сократим общий множитель.

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

Этап 7.5.2.2.1.2

Разделим $x$ на $1$ .

$x = \frac{\frac{5 π}{4}}{2}$

Этап 7.5.2.3

Упростим правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.5.2.3.1

Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.

$x = \frac{5 π}{4} \cdot \frac{1}{2}$

Этап 7.5.2.3.2

Умножим $\frac{5 π}{4} \cdot \frac{1}{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.5.2.3.2.1

Умножим $\frac{5 π}{4}$ на $\frac{1}{2}$ .

$x = \frac{5 π}{4 \cdot 2}$

Этап 7.5.2.3.2.2

Умножим $4$ на $2$ .

$x = \frac{5 π}{8}$

Этап 7.6

Найдем период $\cos (2 x)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.6.1

Период функции можно вычислить по формуле $\frac{2 π}{| b |}$ .

$\frac{2 π}{| b |}$

Этап 7.6.2

Заменим $b$ на $2$ в формуле периода.

$\frac{2 π}{| 2 |}$

Этап 7.6.3

Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между $0$ и $2$ равно $2$ .

$\frac{2 π}{2}$

Этап 7.6.4

Сократим общий множитель $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.6.4.1

Сократим общий множитель.

$\frac{2 π}{2}$

Этап 7.6.4.2

Разделим $π$ на $1$ .

$π$

Этап 7.7

Период функции $\cos (2 x)$ равен $π$ . Поэтому значения повторяются через каждые $π$ рад. в обоих направлениях.

$x = \frac{3 π}{8} + π n, \frac{5 π}{8} + π n$ , для любого целого $n$

Этап 8

Перечислим все решения.

$x = \frac{π}{8} + π n, \frac{7 π}{8} + π n, \frac{3 π}{8} + π n, \frac{5 π}{8} + π n$ , для любого целого $n$

Этап 9

Объединим ответы.

$x = \frac{π}{8} + \frac{π n}{4}$ , для любого целого $n$