初级微积分示例

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

解题步骤 1

化简左边。

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解题步骤 1.1

化简每一项。

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解题步骤 1.1.1

将 $\tan (x)$ 重写为正弦和余弦形式。

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

解题步骤 1.1.2

对 $\frac{\sin (x)}{\cos (x)}$ 运用乘积法则。

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

解题步骤 1.1.3

约去 $\cos (x)$ 的公因数。

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解题步骤 1.1.3.1

从 $\cos^{2} (x)$ 中分解出因数 $\cos (x)$ 。

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

解题步骤 1.1.3.2

约去公因数。

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

解题步骤 1.1.3.3

重写表达式。

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

解题步骤 2

等式两边同时乘以 $\cos (x)$ 。

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

解题步骤 3

运用分配律。

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

解题步骤 4

约去 $\cos (x)$ 的公因数。

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解题步骤 4.1

约去公因数。

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

解题步骤 4.2

重写表达式。

$\sin^{2} (x) + \cos (x) (- \cos (x)) = \cos (x) \cdot 0$

解题步骤 5

使用乘法的交换性质重写。

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

解题步骤 6

乘以 $- \cos (x) \cos (x)$ 。

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解题步骤 6.1

对 $\cos (x)$ 进行 $1$ 次方运算。

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

解题步骤 6.2

对 $\cos (x)$ 进行 $1$ 次方运算。

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

解题步骤 6.3

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

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

解题步骤 6.4

将 $1$ 和 $1$ 相加。

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

解题步骤 7

将 $\cos (x)$ 乘以 $0$ 。

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

解题步骤 8

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 $a = \sin (x)$ 和 $b = \cos (x)$ 。

$(\sin (x) + \cos (x)) (\sin (x) - \cos (x)) = 0$

解题步骤 9

如果等式左侧的任一因数等于 $0$ ，则整个表达式将等于 $0$ 。

$\sin (x) + \cos (x) = 0$

$\sin (x) - \cos (x) = 0$

解题步骤 10

将 $\sin (x) + \cos (x)$ 设为等于 $0$ 并求解 $x$ 。

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解题步骤 10.1

将 $\sin (x) + \cos (x)$ 设为等于 $0$ 。

$\sin (x) + \cos (x) = 0$

解题步骤 10.2

求解 $x$ 的 $\sin (x) + \cos (x) = 0$ 。

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解题步骤 10.2.1

将方程中的每一项都除以 $\cos (x)$ 。

$\frac{\sin (x)}{\cos (x)} + \frac{\cos (x)}{\cos (x)} = \frac{0}{\cos (x)}$

解题步骤 10.2.2

将 $\frac{\sin (x)}{\cos (x)}$ 转换成 $\tan (x)$ 。

$\tan (x) + \frac{\cos (x)}{\cos (x)} = \frac{0}{\cos (x)}$

解题步骤 10.2.3

约去 $\cos (x)$ 的公因数。

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解题步骤 10.2.3.1

约去公因数。

$\tan (x) + \frac{\cos (x)}{\cos (x)} = \frac{0}{\cos (x)}$

解题步骤 10.2.3.2

重写表达式。

$\tan (x) + 1 = \frac{0}{\cos (x)}$

解题步骤 10.2.4

分离分数。

$\tan (x) + 1 = \frac{0}{1} \cdot \frac{1}{\cos (x)}$

解题步骤 10.2.5

将 $\frac{1}{\cos (x)}$ 转换成 $\sec (x)$ 。

$\tan (x) + 1 = \frac{0}{1} \cdot \sec (x)$

解题步骤 10.2.6

用 $0$ 除以 $1$ 。

$\tan (x) + 1 = 0 \sec (x)$

解题步骤 10.2.7

将 $0$ 乘以 $\sec (x)$ 。

$\tan (x) + 1 = 0$

解题步骤 10.2.8

从等式两边同时减去 $1$ 。

$\tan (x) = - 1$

解题步骤 10.2.9

取方程两边的逆正切从而提取正切内的 $x$ 。

$x = \arctan (- 1)$

解题步骤 10.2.10

化简右边。

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解题步骤 10.2.10.1

$\arctan (- 1)$ 的准确值为 $- \frac{π}{4}$ 。

$x = - \frac{π}{4}$

解题步骤 10.2.11

正切函数在第二和第四象限为负值。若要求第二个解，应从 $π$ 中减去参考角以求得第三象限中的解。

$x = - \frac{π}{4} - π$

解题步骤 10.2.12

化简表达式以求第二个解。

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解题步骤 10.2.12.1

将 $2 π$ 加上 $- \frac{π}{4} - π$ 。

$x = - \frac{π}{4} - π + 2 π$

解题步骤 10.2.12.2

得出的角 $\frac{3 π}{4}$ 是正角度且与 $- \frac{π}{4} - π$ 共边。

$x = \frac{3 π}{4}$

解题步骤 10.2.13

求 $\tan (x)$ 的周期。

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解题步骤 10.2.13.1

函数的周期可利用 $\frac{π}{| b |}$ 进行计算。

$\frac{π}{| b |}$

解题步骤 10.2.13.2

使用周期公式中的 $1$ 替换 $b$ 。

$\frac{π}{| 1 |}$

解题步骤 10.2.13.3

绝对值就是一个数和零之间的距离。 $0$ 和 $1$ 之间的距离为 $1$ 。

$\frac{π}{1}$

解题步骤 10.2.13.4

用 $π$ 除以 $1$ 。

$π$

解题步骤 10.2.14

将 $π$ 和每一个负角相加以得出正角。

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解题步骤 10.2.14.1

将 $π$ 加到 $- \frac{π}{4}$ 以求正角。

$- \frac{π}{4} + π$

解题步骤 10.2.14.2

要将 $π$ 写成带有公分母的分数，请乘以 $\frac{4}{4}$ 。

$π \cdot \frac{4}{4} - \frac{π}{4}$

解题步骤 10.2.14.3

合并分数。

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解题步骤 10.2.14.3.1

组合 $π$ 和 $\frac{4}{4}$ 。

$\frac{π \cdot 4}{4} - \frac{π}{4}$

解题步骤 10.2.14.3.2

在公分母上合并分子。

$\frac{π \cdot 4 - π}{4}$

解题步骤 10.2.14.4

化简分子。

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解题步骤 10.2.14.4.1

将 $4$ 移到 $π$ 的左侧。

$\frac{4 \cdot π - π}{4}$

解题步骤 10.2.14.4.2

从 $4 π$ 中减去 $π$ 。

$\frac{3 π}{4}$

解题步骤 10.2.14.5

列出新角。

$x = \frac{3 π}{4}$

解题步骤 10.2.15

$\tan (x)$ 函数的周期为 $π$ ，所以函数值在两个方向上每隔 $π$ 弧度将重复出现。

$x = \frac{3 π}{4} + π n, \frac{3 π}{4} + π n$ ，对于任意整数 $n$

解题步骤 11

将 $\sin (x) - \cos (x)$ 设为等于 $0$ 并求解 $x$ 。

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解题步骤 11.1

将 $\sin (x) - \cos (x)$ 设为等于 $0$ 。

$\sin (x) - \cos (x) = 0$

解题步骤 11.2

求解 $x$ 的 $\sin (x) - \cos (x) = 0$ 。

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解题步骤 11.2.1

将方程中的每一项都除以 $\cos (x)$ 。

$\frac{\sin (x)}{\cos (x)} + \frac{- \cos (x)}{\cos (x)} = \frac{0}{\cos (x)}$

解题步骤 11.2.2

将 $\frac{\sin (x)}{\cos (x)}$ 转换成 $\tan (x)$ 。

$\tan (x) + \frac{- \cos (x)}{\cos (x)} = \frac{0}{\cos (x)}$

解题步骤 11.2.3

约去 $\cos (x)$ 的公因数。

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解题步骤 11.2.3.1

约去公因数。

$\tan (x) + \frac{- \cos (x)}{\cos (x)} = \frac{0}{\cos (x)}$

解题步骤 11.2.3.2

用 $- 1$ 除以 $1$ 。

$\tan (x) - 1 = \frac{0}{\cos (x)}$

解题步骤 11.2.4

分离分数。

$\tan (x) - 1 = \frac{0}{1} \cdot \frac{1}{\cos (x)}$

解题步骤 11.2.5

将 $\frac{1}{\cos (x)}$ 转换成 $\sec (x)$ 。

$\tan (x) - 1 = \frac{0}{1} \cdot \sec (x)$

解题步骤 11.2.6

用 $0$ 除以 $1$ 。

$\tan (x) - 1 = 0 \sec (x)$

解题步骤 11.2.7

将 $0$ 乘以 $\sec (x)$ 。

$\tan (x) - 1 = 0$

解题步骤 11.2.8

在等式两边都加上 $1$ 。

$\tan (x) = 1$

解题步骤 11.2.9

取方程两边的逆正切从而提取正切内的 $x$ 。

$x = \arctan (1)$

解题步骤 11.2.10

化简右边。

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解题步骤 11.2.10.1

$\arctan (1)$ 的准确值为 $\frac{π}{4}$ 。

$x = \frac{π}{4}$

解题步骤 11.2.11

正切函数在第一和第三象限为正值。要求第二个解，加上来自 $π$ 的参考角以求第四象限中的解。

$x = π + \frac{π}{4}$

解题步骤 11.2.12

化简 $π + \frac{π}{4}$ 。

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解题步骤 11.2.12.1

要将 $π$ 写成带有公分母的分数，请乘以 $\frac{4}{4}$ 。

$x = π \cdot \frac{4}{4} + \frac{π}{4}$

解题步骤 11.2.12.2

合并分数。

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解题步骤 11.2.12.2.1

组合 $π$ 和 $\frac{4}{4}$ 。

$x = \frac{π \cdot 4}{4} + \frac{π}{4}$

解题步骤 11.2.12.2.2

在公分母上合并分子。

$x = \frac{π \cdot 4 + π}{4}$

解题步骤 11.2.12.3

化简分子。

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解题步骤 11.2.12.3.1

将 $4$ 移到 $π$ 的左侧。

$x = \frac{4 \cdot π + π}{4}$

解题步骤 11.2.12.3.2

将 $4 π$ 和 $π$ 相加。

$x = \frac{5 π}{4}$

解题步骤 11.2.13

求 $\tan (x)$ 的周期。

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解题步骤 11.2.13.1

函数的周期可利用 $\frac{π}{| b |}$ 进行计算。

$\frac{π}{| b |}$

解题步骤 11.2.13.2

使用周期公式中的 $1$ 替换 $b$ 。

$\frac{π}{| 1 |}$

解题步骤 11.2.13.3

绝对值就是一个数和零之间的距离。 $0$ 和 $1$ 之间的距离为 $1$ 。

$\frac{π}{1}$

解题步骤 11.2.13.4

用 $π$ 除以 $1$ 。

$π$

解题步骤 11.2.14

$\tan (x)$ 函数的周期为 $π$ ，所以函数值在两个方向上每隔 $π$ 弧度将重复出现。

$x = \frac{π}{4} + π n, \frac{5 π}{4} + π n$ ，对于任意整数 $n$

解题步骤 12

最终解为使 $(\sin (x) + \cos (x)) (\sin (x) - \cos (x)) = 0$ 成立的所有值。

$x = \frac{3 π}{4} + π n, \frac{π}{4} + π n, \frac{5 π}{4} + π n$ ，对于任意整数 $n$

解题步骤 13

合并答案。

$x = \frac{π}{4} + \frac{π n}{2}$ ，对于任意整数 $n$

初级微积分 示例

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