初级微积分示例

$\cos (2 y) = \frac{1 - \tan^{2} (y)}{1 + \tan^{2} (y)}$

解题步骤 1

化简右边。

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解题步骤 1.1

化简 $\frac{1 - \tan^{2} (y)}{1 + \tan^{2} (y)}$ 。

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解题步骤 1.1.1

重新整理项。

$\cos (2 y) = \frac{1 - \tan^{2} (y)}{\tan^{2} (y) + 1}$

解题步骤 1.1.2

使用勾股恒等式。

$\cos (2 y) = \frac{1 - \tan^{2} (y)}{\sec^{2} (y)}$

解题步骤 1.1.3

化简分子。

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解题步骤 1.1.3.1

将 $1$ 重写为 $1^{2}$ 。

$\cos (2 y) = \frac{1^{2} - \tan^{2} (y)}{\sec^{2} (y)}$

解题步骤 1.1.3.2

因为两项都是完全平方数，所以使用平方差公式 $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ 进行因式分解，其中 $a = 1$ 和 $b = \tan (y)$ 。

$\cos (2 y) = \frac{(1 + \tan (y)) (1 - \tan (y))}{\sec^{2} (y)}$

解题步骤 2

因为 $y$ 在方程的右边，所以要交换两边使其出现在方程的左边。

$\frac{(1 + \tan (y)) (1 - \tan (y))}{\sec^{2} (y)} = \cos (2 y)$

解题步骤 3

将所有包含 $y$ 的项移到等式左边。

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解题步骤 3.1

从等式两边同时减去 $\cos (2 y)$ 。

$\frac{(1 + \tan (y)) (1 - \tan (y))}{\sec^{2} (y)} - \cos (2 y) = 0$

解题步骤 3.2

化简每一项。

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解题步骤 3.2.1

化简分子。

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解题步骤 3.2.1.1

将 $\tan (y)$ 重写为正弦和余弦形式。

$\frac{(1 + \frac{\sin (y)}{\cos (y)}) (1 - \tan (y))}{\sec^{2} (y)} - \cos (2 y) = 0$

解题步骤 3.2.1.2

将 $\tan (y)$ 重写为正弦和余弦形式。

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

解题步骤 3.2.2

化简分母。

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解题步骤 3.2.2.1

将 $\sec (y)$ 重写为正弦和余弦形式。

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

解题步骤 3.2.2.2

对 $\frac{1}{\cos (y)}$ 运用乘积法则。

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

解题步骤 3.2.2.3

一的任意次幂都为一。

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

解题步骤 3.2.3

将分子乘以分母的倒数。

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

解题步骤 3.2.4

使用 FOIL 方法展开 $(1 + \frac{\sin (y)}{\cos (y)}) (1 - \frac{\sin (y)}{\cos (y)})$ 。

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解题步骤 3.2.4.1

运用分配律。

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

解题步骤 3.2.4.2

运用分配律。

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

解题步骤 3.2.4.3

运用分配律。

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

解题步骤 3.2.5

化简并合并同类项。

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解题步骤 3.2.5.1

化简每一项。

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解题步骤 3.2.5.1.1

将 $1$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 3.2.5.1.2

将 $- \frac{\sin (y)}{\cos (y)}$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 3.2.5.1.3

将 $\frac{\sin (y)}{\cos (y)}$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 3.2.5.1.4

使用乘法的交换性质重写。

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

解题步骤 3.2.5.1.5

乘以 $- \frac{\sin (y)}{\cos (y)} \cdot \frac{\sin (y)}{\cos (y)}$ 。

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解题步骤 3.2.5.1.5.1

将 $\frac{\sin (y)}{\cos (y)}$ 乘以 $\frac{\sin (y)}{\cos (y)}$ 。

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

解题步骤 3.2.5.1.5.2

对 $\sin (y)$ 进行 $1$ 次方运算。

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

解题步骤 3.2.5.1.5.3

对 $\sin (y)$ 进行 $1$ 次方运算。

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

解题步骤 3.2.5.1.5.4

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

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

解题步骤 3.2.5.1.5.5

将 $1$ 和 $1$ 相加。

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

解题步骤 3.2.5.1.5.6

对 $\cos (y)$ 进行 $1$ 次方运算。

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

解题步骤 3.2.5.1.5.7

对 $\cos (y)$ 进行 $1$ 次方运算。

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

解题步骤 3.2.5.1.5.8

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

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

解题步骤 3.2.5.1.5.9

将 $1$ 和 $1$ 相加。

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

解题步骤 3.2.5.2

将 $- \frac{\sin (y)}{\cos (y)}$ 和 $\frac{\sin (y)}{\cos (y)}$ 相加。

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

解题步骤 3.2.5.3

将 $1$ 和 $0$ 相加。

$(1 - \frac{\sin^{2} (y)}{\cos^{2} (y)}) \cos^{2} (y) - \cos (2 y) = 0$

解题步骤 3.2.6

运用分配律。

$1 \cos^{2} (y) - \frac{\sin^{2} (y)}{\cos^{2} (y)} \cos^{2} (y) - \cos (2 y) = 0$

解题步骤 3.2.7

将 $\cos^{2} (y)$ 乘以 $1$ 。

$\cos^{2} (y) - \frac{\sin^{2} (y)}{\cos^{2} (y)} \cos^{2} (y) - \cos (2 y) = 0$

解题步骤 3.2.8

约去 $\cos^{2} (y)$ 的公因数。

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解题步骤 3.2.8.1

将 $- \frac{\sin^{2} (y)}{\cos^{2} (y)}$ 中前置负号移到分子中。

$\cos^{2} (y) + \frac{- \sin^{2} (y)}{\cos^{2} (y)} \cos^{2} (y) - \cos (2 y) = 0$

解题步骤 3.2.8.2

约去公因数。

$\cos^{2} (y) + \frac{- \sin^{2} (y)}{\cos^{2} (y)} \cos^{2} (y) - \cos (2 y) = 0$

解题步骤 3.2.8.3

重写表达式。

$\cos^{2} (y) - \sin^{2} (y) - \cos (2 y) = 0$

解题步骤 3.2.9

使用余弦倍角公式。

$\cos (2 y) - \cos (2 y) = 0$

解题步骤 3.3

从 $\cos (2 y)$ 中减去 $\cos (2 y)$ 。

$0 = 0$

解题步骤 4

因为 $0 = 0$ ，所以方程对于 $y$ 的所有值将恒成立。

所有实数

解题步骤 5

结果可以多种形式表示。

所有实数

区间计数法：

$(- \infty, \infty)$

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