Тригонометрия Примеры

$\cos^{2} (x) - 3 \cos (x) - 1 = 0$

Этап 1

Подставим $u$ вместо $\cos (x)$ .

${(u)}^{2} - 3 u - 1 = 0$

Этап 2

Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения.

$\frac{- b \pm \sqrt{b^{2} - 4 (a c)}}{2 a}$

Этап 3

Подставим значения $a = 1$ , $b = - 3$ и $c = - 1$ в формулу для корней квадратного уравнения и решим относительно $u$ .

$\frac{3 \pm \sqrt{{(- 3)}^{2} - 4 \cdot (1 \cdot - 1)}}{2 \cdot 1}$

Этап 4

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1.1

Возведем $- 3$ в степень $2$ .

$u = \frac{3 \pm \sqrt{9 - 4 \cdot 1 \cdot - 1}}{2 \cdot 1}$

Этап 4.1.2

Умножим $- 4 \cdot 1 \cdot - 1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1.2.1

Умножим $- 4$ на $1$ .

$u = \frac{3 \pm \sqrt{9 - 4 \cdot - 1}}{2 \cdot 1}$

Этап 4.1.2.2

Умножим $- 4$ на $- 1$ .

$u = \frac{3 \pm \sqrt{9 + 4}}{2 \cdot 1}$

Этап 4.1.3

Добавим $9$ и $4$ .

$u = \frac{3 \pm \sqrt{13}}{2 \cdot 1}$

Этап 4.2

Умножим $2$ на $1$ .

$u = \frac{3 \pm \sqrt{13}}{2}$

Этап 5

Окончательный ответ является комбинацией обоих решений.

$u = \frac{3 + \sqrt{13}}{2}, \frac{3 - \sqrt{13}}{2}$

Этап 6

Подставим $\cos (x)$ вместо $u$ .

$\cos (x) = \frac{3 + \sqrt{13}}{2}, \frac{3 - \sqrt{13}}{2}$

Этап 7

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

$\cos (x) = \frac{3 + \sqrt{13}}{2}$

$\cos (x) = \frac{3 - \sqrt{13}}{2}$

Этап 8

Решим относительно $x$ в $\cos (x) = \frac{3 + \sqrt{13}}{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 8.1

Множество значений косинуса: $- 1 \leq y \leq 1$ . Поскольку $\frac{3 + \sqrt{13}}{2}$ не попадает в это множество, решение отсутствует.

Нет решения

Этап 9

Решим относительно $x$ в $\cos (x) = \frac{3 - \sqrt{13}}{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.1

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

$x = \arccos (\frac{3 - \sqrt{13}}{2})$

Этап 9.2

Упростим правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.2.1

Найдем значение $\arccos (\frac{3 - \sqrt{13}}{2})$ .

$x = 1.87839997$

Этап 9.3

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

$x = 2 (3.14159265) - 1.87839997$

Этап 9.4

Решим относительно $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.4.1

Избавимся от скобок.

$x = 2 (3.14159265) - 1.87839997$

Этап 9.4.2

Упростим $2 (3.14159265) - 1.87839997$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.4.2.1

Умножим $2$ на $3.14159265$ .

$x = 6.2831853 - 1.87839997$

Этап 9.4.2.2

Вычтем $1.87839997$ из $6.2831853$ .

$x = 4.40478533$

Этап 9.5

Найдем период $\cos (x)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.5.1

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

$\frac{2 π}{| b |}$

Этап 9.5.2

Заменим $b$ на $1$ в формуле периода.

$\frac{2 π}{| 1 |}$

Этап 9.5.3

Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между $0$ и $1$ равно $1$ .

$\frac{2 π}{1}$

Этап 9.5.4

Разделим $2 π$ на $1$ .

$2 π$

Этап 9.6

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

$x = 1.87839997 + 2 π n, 4.40478533 + 2 π n$ , для любого целого $n$

Этап 10

Перечислим все решения.

$x = 1.87839997 + 2 π n, 4.40478533 + 2 π n$ , для любого целого $n$