三角学示例

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

解题步骤 1

将分数指数表达式转化为根式。

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解题步骤 1.1

应用法则 $x^{\frac{m}{n}} = \sqrt[n]{x^{m}}$ 将乘幂重写成根数。

$\sqrt{\tan^{1} (2 x)}$

解题步骤 1.2

任何指数为 $1$ 的幂均为底数本身。

$\sqrt{\tan (2 x)}$

解题步骤 2

将 $\sqrt{\tan (2 x)}$ 的被开方数设为大于或等于 $0$ ，以求使表达式有意义的区间。

$\tan (2 x) \geq 0$

解题步骤 3

求解 $x$ 。

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解题步骤 3.1

取方程两边的逆正切从而提取正切内的 $x$ 。

$2 x \geq \arctan (0)$

解题步骤 3.2

化简右边。

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解题步骤 3.2.1

$\arctan (0)$ 的准确值为 $0$ 。

$2 x \geq 0$

解题步骤 3.3

将 $2 x \geq 0$ 中的每一项除以 $2$ 并化简。

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解题步骤 3.3.1

将 $2 x \geq 0$ 中的每一项都除以 $2$ 。

$\frac{2 x}{2} \geq \frac{0}{2}$

解题步骤 3.3.2

化简左边。

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解题步骤 3.3.2.1

约去 $2$ 的公因数。

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解题步骤 3.3.2.1.1

约去公因数。

$\frac{2 x}{2} \geq \frac{0}{2}$

解题步骤 3.3.2.1.2

用 $x$ 除以 $1$ 。

$x \geq \frac{0}{2}$

解题步骤 3.3.3

化简右边。

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解题步骤 3.3.3.1

用 $0$ 除以 $2$ 。

$x \geq 0$

解题步骤 3.4

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。

$2 x = π + 0$

解题步骤 3.5

求解 $x$ 。

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解题步骤 3.5.1

将 $π$ 和 $0$ 相加。

$2 x = π$

解题步骤 3.5.2

将 $2 x = π$ 中的每一项除以 $2$ 并化简。

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解题步骤 3.5.2.1

将 $2 x = π$ 中的每一项都除以 $2$ 。

$\frac{2 x}{2} = \frac{π}{2}$

解题步骤 3.5.2.2

化简左边。

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解题步骤 3.5.2.2.1

约去 $2$ 的公因数。

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解题步骤 3.5.2.2.1.1

约去公因数。

$\frac{2 x}{2} = \frac{π}{2}$

解题步骤 3.5.2.2.1.2

用 $x$ 除以 $1$ 。

$x = \frac{π}{2}$

解题步骤 3.6

求 $\tan (2 x)$ 的周期。

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解题步骤 3.6.1

函数的周期可利用 $\frac{π}{| b |}$ 进行计算。

$\frac{π}{| b |}$

解题步骤 3.6.2

使用周期公式中的 $2$ 替换 $b$ 。

$\frac{π}{| 2 |}$

解题步骤 3.6.3

绝对值就是一个数和零之间的距离。 $0$ 和 $2$ 之间的距离为 $2$ 。

$\frac{π}{2}$

解题步骤 3.7

$\tan (2 x)$ 函数的周期为 $\frac{π}{2}$ ，所以函数值在两个方向上每隔 $\frac{π}{2}$ 弧度将重复出现。

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

解题步骤 3.8

合并答案。

$x = \frac{π n}{2}$ ，对于任意整数 $n$

解题步骤 3.9

求 $\tan (2 x)$ 的定义域。

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解题步骤 3.9.1

将 $\tan (2 x)$ 的自变量设为等于 $\frac{π}{2} + π n$ ，以求使表达式无意义的区间。

$2 x = \frac{π}{2} + π n$ ，对于任意整数 $n$

解题步骤 3.9.2

将 $2 x = \frac{π}{2} + π n$ 中的每一项除以 $2$ 并化简。

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解题步骤 3.9.2.1

将 $2 x = \frac{π}{2} + π n$ 中的每一项都除以 $2$ 。

$\frac{2 x}{2} = \frac{\frac{π}{2}}{2} + \frac{π n}{2}$

解题步骤 3.9.2.2

化简左边。

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解题步骤 3.9.2.2.1

约去 $2$ 的公因数。

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解题步骤 3.9.2.2.1.1

约去公因数。

$\frac{2 x}{2} = \frac{\frac{π}{2}}{2} + \frac{π n}{2}$

解题步骤 3.9.2.2.1.2

用 $x$ 除以 $1$ 。

$x = \frac{\frac{π}{2}}{2} + \frac{π n}{2}$

解题步骤 3.9.2.3

化简右边。

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解题步骤 3.9.2.3.1

化简每一项。

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解题步骤 3.9.2.3.1.1

将分子乘以分母的倒数。

$x = \frac{π}{2} \cdot \frac{1}{2} + \frac{π n}{2}$

解题步骤 3.9.2.3.1.2

乘以 $\frac{π}{2} \cdot \frac{1}{2}$ 。

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解题步骤 3.9.2.3.1.2.1

将 $\frac{π}{2}$ 乘以 $\frac{1}{2}$ 。

$x = \frac{π}{2 \cdot 2} + \frac{π n}{2}$

解题步骤 3.9.2.3.1.2.2

将 $2$ 乘以 $2$ 。

$x = \frac{π}{4} + \frac{π n}{2}$

解题步骤 3.9.3

定义域为使表达式有定义的所有值 $x$ 。

${x | x \neq \frac{π}{4} + \frac{π n}{2}}$ , $n$ ，对任何整数 $n$

解题步骤 3.10

使用每一个根建立验证区间。

$0 < x < \frac{π}{4}$

$\frac{π}{4} < x < \frac{π}{2}$

解题步骤 3.11

从每个区间中选择一个测试值并将其代入原不等式中以判定哪些区间能满足不等式。

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解题步骤 3.11.1

检验区间 $0 < x < \frac{π}{4}$ 上的值是否使不等式成立。

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解题步骤 3.11.1.1

选择区间 $0 < x < \frac{π}{4}$ 上的一个值并查看该数值是否能使原不等式成立。

$x = 0.39$

解题步骤 3.11.1.2

使用原不等式中的 $0.39$ 替换 $x$ 。

$\tan (2 (0.39)) \geq 0$

解题步骤 3.11.1.3

左边的 $0.98926153$ 大于右边的 $0$ ，即给定的命题恒为真命题。

真

解题步骤 3.11.2

检验区间 $\frac{π}{4} < x < \frac{π}{2}$ 上的值是否使不等式成立。

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解题步骤 3.11.2.1

选择区间 $\frac{π}{4} < x < \frac{π}{2}$ 上的一个值并查看该数值是否能使原不等式成立。

$x = 1$

解题步骤 3.11.2.2

使用原不等式中的 $1$ 替换 $x$ 。

$\tan (2 (1)) \geq 0$

解题步骤 3.11.2.3

左边的 $- 2.18503986$ 小于右边的 $0$ ，即给定的命题是假命题。

假

解题步骤 3.11.3

比较各区间以判定哪些区间能满足原不等式。

$0 < x < \frac{π}{4}$ 为真

$\frac{π}{4} < x < \frac{π}{2}$ 为假

$0 < x < \frac{π}{4}$ 为真

$\frac{π}{4} < x < \frac{π}{2}$ 为假

解题步骤 3.12

解由使等式成立的所有区间组成。

$0 + \frac{π n}{2} \leq x < \frac{π}{4} + \frac{π n}{2}$ ，对于任意整数 $n$

解题步骤 4

将 $\tan (2 x)$ 的自变量设为等于 $\frac{π}{2} + π n$ ，以求使表达式无意义的区间。

$2 x = \frac{π}{2} + π n$ ，对于任意整数 $n$

解题步骤 5

将 $2 x = \frac{π}{2} + π n$ 中的每一项除以 $2$ 并化简。

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解题步骤 5.1

将 $2 x = \frac{π}{2} + π n$ 中的每一项都除以 $2$ 。

$\frac{2 x}{2} = \frac{\frac{π}{2}}{2} + \frac{π n}{2}$

解题步骤 5.2

化简左边。

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解题步骤 5.2.1

约去 $2$ 的公因数。

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解题步骤 5.2.1.1

约去公因数。

$\frac{2 x}{2} = \frac{\frac{π}{2}}{2} + \frac{π n}{2}$

解题步骤 5.2.1.2

用 $x$ 除以 $1$ 。

$x = \frac{\frac{π}{2}}{2} + \frac{π n}{2}$

解题步骤 5.3

化简右边。

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解题步骤 5.3.1

化简每一项。

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解题步骤 5.3.1.1

将分子乘以分母的倒数。

$x = \frac{π}{2} \cdot \frac{1}{2} + \frac{π n}{2}$

解题步骤 5.3.1.2

乘以 $\frac{π}{2} \cdot \frac{1}{2}$ 。

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解题步骤 5.3.1.2.1

将 $\frac{π}{2}$ 乘以 $\frac{1}{2}$ 。

$x = \frac{π}{2 \cdot 2} + \frac{π n}{2}$

解题步骤 5.3.1.2.2

将 $2$ 乘以 $2$ 。

$x = \frac{π}{4} + \frac{π n}{2}$

解题步骤 6

定义域为使表达式有定义的所有值 $x$ 。

集合符号：

${x | x = 0 + \frac{π n}{2}, x = \frac{π}{4} + \frac{π n}{2}, x \neq \frac{π}{4} + \frac{π n}{2}}$

解题步骤 7

确定定义域和值域。

定义域： ${x | x = 0 + \frac{π n}{2}, x = \frac{π}{4} + \frac{π n}{2}, x \neq \frac{π}{4} + \frac{π n}{2}}$

值域：

解题步骤 8

三角学 示例

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