English

Español

Português

Français

Deutsch

Italiano

Русский

中文(简体)

한국어

日本語

Tiếng Việt

עברית

العربية

Популярный Тригонометрия >

tan^4(x)+tan^2(x)=tan(x)

Решение

tan^{4} (x) + tan^{2} (x) = tan (x)

Решение

x = πn, x = 0.59876 \dots + πn

Градусы

x = 0^{\circ} + 18 0^{\circ} n, x = 34.30680 \dots^{\circ} + 18 0^{\circ} n

Шаги решения

tan^{4} (x) + tan^{2} (x) = tan (x)

Решитe подстановкой

tan^{4} (x) + tan^{2} (x) = tan (x)

Допустим:

tan (x) = u

u^{4} + u^{2} = u

u^{4} + u^{2} = u : u = 0, u \approx 0.68232 \dots

u^{4} + u^{2} = u

Переместите

u

влево

u^{4} + u^{2} = u

Вычтите

u

с обеих сторон

u^{4} + u^{2} - u = u - u

После упрощения получаем

u^{4} + u^{2} - u = 0

u^{4} + u^{2} - u = 0

Найдите множитель

u^{4} + u^{2} - u : u (u^{3} + u - 1)

u^{4} + u^{2} - u

Примените правило возведения в степень:

a^{b + c} = a^{b} a^{c}

u^{2} = uu

= u^{3} u + uu - u

Убрать общее значение

u

= u (u^{3} + u - 1)

u (u^{3} + u - 1) = 0

Использование принципа нулевого множителя:

Если

ab = 0

то

a = 0

или

b = 0

u = 0 or u^{3} + u - 1 = 0

Решить

u^{3} + u - 1 = 0 : u \approx 0.68232 \dots

u^{3} + u - 1 = 0

Найдите одно решение для

u^{3} + u - 1 = 0

с использованием метода Ньютона-Рафсона:

u \approx 0.68232 \dots

u^{3} + u - 1 = 0

Определение приближения Ньютона-Рафсона

f (u) = u^{3} + u - 1

Найдите

f^{^{'}} (u) : 3 u^{2} + 1

\frac{d}{d u} (u^{3} + u - 1)

Производная суммы:

(f \pm g)^{'} = f^{'} \pm g^{'}

= \frac{d}{d u} (u^{3}) + \frac{d u}{d u} - \frac{d}{d u} (1)

\frac{d}{d u} (u^{3}) = 3 u^{2}

\frac{d}{d u} (u^{3})

Производная степенной функции:

\frac{d}{d x} (x^{a}) = a \cdot x^{a - 1}

= 3 u^{3 - 1}

После упрощения получаем

= 3 u^{2}

\frac{d u}{d u} = 1

\frac{d u}{d u}

Воспользуемся таблицей производных элементарных функций :

\frac{d u}{d u} = 1

= 1

\frac{d}{d u} (1) = 0

\frac{d}{d u} (1)

Производная постоянной:

\frac{d}{d x} (a) = 0

= 0

= 3 u^{2} + 1 - 0

После упрощения получаем

= 3 u^{2} + 1

Пусть

u_{0} = 1

Вычислите

u_{n + 1}

до момента

Δ u_{n + 1} < 0.000001

u_{1} = 0.75 : Δ u_{1} = 0.25

f (u_{0}) = 1^{3} + 1 - 1 = 1

f^{^{'}} (u_{0}) = 3 \cdot 1^{2} + 1 = 4

u_{1} = 0.75

Δ u_{1} = ∣ 0.75 - 1 ∣ = 0.25

Δ u_{1} = 0.25

u_{2} = 0.68604 \dots : Δ u_{2} = 0.06395 \dots

f (u_{1}) = 0.7 5^{3} + 0.75 - 1 = 0.171875

f^{^{'}} (u_{1}) = 3 \cdot 0.7 5^{2} + 1 = 2.6875

u_{2} = 0.68604 \dots

Δ u_{2} = ∣ 0.68604 \dots - 0.75 ∣ = 0.06395 \dots

Δ u_{2} = 0.06395 \dots

u_{3} = 0.68233 \dots : Δ u_{3} = 0.00370 \dots

f (u_{2}) = 0.68604 \dots^{3} + 0.68604 \dots - 1 = 0.00894 \dots

f^{^{'}} (u_{2}) = 3 \cdot 0.68604 \dots^{2} + 1 = 2.41197 \dots

u_{3} = 0.68233 \dots

Δ u_{3} = ∣ 0.68233 \dots - 0.68604 \dots ∣ = 0.00370 \dots

Δ u_{3} = 0.00370 \dots

u_{4} = 0.68232 \dots : Δ u_{4} = 0.00001 \dots

f (u_{3}) = 0.68233 \dots^{3} + 0.68233 \dots - 1 = 0.00002 \dots

f^{^{'}} (u_{3}) = 3 \cdot 0.68233 \dots^{2} + 1 = 2.39676 \dots

u_{4} = 0.68232 \dots

Δ u_{4} = ∣ 0.68232 \dots - 0.68233 \dots ∣ = 0.00001 \dots

Δ u_{4} = 0.00001 \dots

u_{5} = 0.68232 \dots : Δ u_{5} = 1.18493 E - 10

f (u_{4}) = 0.68232 \dots^{3} + 0.68232 \dots - 1 = 2.83995 E - 10

f^{^{'}} (u_{4}) = 3 \cdot 0.68232 \dots^{2} + 1 = 2.39671 \dots

u_{5} = 0.68232 \dots

Δ u_{5} = ∣ 0.68232 \dots - 0.68232 \dots ∣ = 1.18493 E - 10

Δ u_{5} = 1.18493 E - 10

u \approx 0.68232 \dots

Примените деление столбиком:

\frac{u ^{3} + u - 1}{u - 0.68232 \dots} = u^{2} + 0.68232 \dots u + 1.46557 \dots

u^{2} + 0.68232 \dots u + 1.46557 \dots \approx 0

Найдите одно решение для

u^{2} + 0.68232 \dots u + 1.46557 \dots = 0

с использованием метода Ньютона-Рафсона:

Решения для

u \in R

нет

u^{2} + 0.68232 \dots u + 1.46557 \dots = 0

Определение приближения Ньютона-Рафсона

f (u) = u^{2} + 0.68232 \dots u + 1.46557 \dots

Найдите

f^{^{'}} (u) : 2 u + 0.68232 \dots

\frac{d}{d u} (u^{2} + 0.68232 \dots u + 1.46557 \dots)

Производная суммы:

(f \pm g)^{'} = f^{'} \pm g^{'}

= \frac{d}{d u} (u^{2}) + \frac{d}{d u} (0.68232 \dots u) + \frac{d}{d u} (1.46557 \dots)

\frac{d}{d u} (u^{2}) = 2 u

\frac{d}{d u} (u^{2})

Производная степенной функции:

\frac{d}{d x} (x^{a}) = a \cdot x^{a - 1}

= 2 u^{2 - 1}

После упрощения получаем

= 2 u

\frac{d}{d u} (0.68232 \dots u) = 0.68232 \dots

\frac{d}{d u} (0.68232 \dots u)

Производная переменной и множителя:

(a \cdot f)^{'} = a \cdot f^{'}

= 0.68232 \dots \frac{d u}{d u}

Воспользуемся таблицей производных элементарных функций :

\frac{d u}{d u} = 1

= 0.68232 \dots \cdot 1

После упрощения получаем

= 0.68232 \dots

\frac{d}{d u} (1.46557 \dots) = 0

\frac{d}{d u} (1.46557 \dots)

Производная постоянной:

\frac{d}{d x} (a) = 0

= 0

= 2 u + 0.68232 \dots + 0

После упрощения получаем

= 2 u + 0.68232 \dots

Пусть

u_{0} = - 2

Вычислите

u_{n + 1}

до момента

Δ u_{n + 1} < 0.000001

u_{1} = - 0.76391 \dots : Δ u_{1} = 1.23608 \dots

f (u_{0}) = (- 2)^{2} + 0.68232 \dots (- 2) + 1.46557 \dots = 4.10091 \dots

f^{^{'}} (u_{0}) = 2 (- 2) + 0.68232 \dots = - 3.31767 \dots

u_{1} = - 0.76391 \dots

Δ u_{1} = ∣ - 0.76391 \dots - (- 2) ∣ = 1.23608 \dots

Δ u_{1} = 1.23608 \dots

u_{2} = 1.04316 \dots : Δ u_{2} = 1.80707 \dots

f (u_{1}) = (- 0.76391 \dots)^{2} + 0.68232 \dots (- 0.76391 \dots) + 1.46557 \dots = 1.52789 \dots

f^{^{'}} (u_{1}) = 2 (- 0.76391 \dots) + 0.68232 \dots = - 0.84550 \dots

u_{2} = 1.04316 \dots

Δ u_{2} = ∣ 1.04316 \dots - (- 0.76391 \dots) ∣ = 1.80707 \dots

Δ u_{2} = 1.80707 \dots

u_{3} = - 0.13630 \dots : Δ u_{3} = 1.17946 \dots

f (u_{2}) = 1.04316 \dots^{2} + 0.68232 \dots \cdot 1.04316 \dots + 1.46557 \dots = 3.26553 \dots

f^{^{'}} (u_{2}) = 2 \cdot 1.04316 \dots + 0.68232 \dots = 2.76865 \dots

u_{3} = - 0.13630 \dots

Δ u_{3} = ∣ - 0.13630 \dots - 1.04316 \dots ∣ = 1.17946 \dots

Δ u_{3} = 1.17946 \dots

u_{4} = - 3.53171 \dots : Δ u_{4} = 3.39540 \dots

f (u_{3}) = (- 0.13630 \dots)^{2} + 0.68232 \dots (- 0.13630 \dots) + 1.46557 \dots = 1.39114 \dots

f^{^{'}} (u_{3}) = 2 (- 0.13630 \dots) + 0.68232 \dots = 0.40971 \dots

u_{4} = - 3.53171 \dots

Δ u_{4} = ∣ - 3.53171 \dots - (- 0.13630 \dots) ∣ = 3.39540 \dots

Δ u_{4} = 3.39540 \dots

u_{5} = - 1.72500 \dots : Δ u_{5} = 1.80670 \dots

f (u_{4}) = (- 3.53171 \dots)^{2} + 0.68232 \dots (- 3.53171 \dots) + 1.46557 \dots = 11.52876 \dots

f^{^{'}} (u_{4}) = 2 (- 3.53171 \dots) + 0.68232 \dots = - 6.38109 \dots

u_{5} = - 1.72500 \dots

Δ u_{5} = ∣ - 1.72500 \dots - (- 3.53171 \dots) ∣ = 1.80670 \dots

Δ u_{5} = 1.80670 \dots

u_{6} = - 0.54560 \dots : Δ u_{6} = 1.17939 \dots

f (u_{5}) = (- 1.72500 \dots)^{2} + 0.68232 \dots (- 1.72500 \dots) + 1.46557 \dots = 3.26419 \dots

f^{^{'}} (u_{5}) = 2 (- 1.72500 \dots) + 0.68232 \dots = - 2.76767 \dots

u_{6} = - 0.54560 \dots

Δ u_{6} = ∣ - 0.54560 \dots - (- 1.72500 \dots) ∣ = 1.17939 \dots

Δ u_{6} = 1.17939 \dots

u_{7} = 2.85625 \dots : Δ u_{7} = 3.40185 \dots

f (u_{6}) = (- 0.54560 \dots)^{2} + 0.68232 \dots (- 0.54560 \dots) + 1.46557 \dots = 1.39097 \dots

f^{^{'}} (u_{6}) = 2 (- 0.54560 \dots) + 0.68232 \dots = - 0.40888 \dots

u_{7} = 2.85625 \dots

Δ u_{7} = ∣ 2.85625 \dots - (- 0.54560 \dots) ∣ = 3.40185 \dots

Δ u_{7} = 3.40185 \dots

u_{8} = 1.04656 \dots : Δ u_{8} = 1.80968 \dots

f (u_{7}) = 2.85625 \dots^{2} + 0.68232 \dots \cdot 2.85625 \dots + 1.46557 \dots = 11.57264 \dots

f^{^{'}} (u_{7}) = 2 \cdot 2.85625 \dots + 0.68232 \dots = 6.39483 \dots

u_{8} = 1.04656 \dots

Δ u_{8} = ∣ 1.04656 \dots - 2.85625 \dots ∣ = 1.80968 \dots

Δ u_{8} = 1.80968 \dots

u_{9} = - 0.13340 \dots : Δ u_{9} = 1.17997 \dots

f (u_{8}) = 1.04656 \dots^{2} + 0.68232 \dots \cdot 1.04656 \dots + 1.46557 \dots = 3.27496 \dots

f^{^{'}} (u_{8}) = 2 \cdot 1.04656 \dots + 0.68232 \dots = 2.77545 \dots

u_{9} = - 0.13340 \dots

Δ u_{9} = ∣ - 0.13340 \dots - 1.04656 \dots ∣ = 1.17997 \dots

Δ u_{9} = 1.17997 \dots

u_{10} = - 3.48434 \dots : Δ u_{10} = 3.35093 \dots

f (u_{9}) = (- 0.13340 \dots)^{2} + 0.68232 \dots (- 0.13340 \dots) + 1.46557 \dots = 1.39234 \dots

f^{^{'}} (u_{9}) = 2 (- 0.13340 \dots) + 0.68232 \dots = 0.41550 \dots

u_{10} = - 3.48434 \dots

Δ u_{10} = ∣ - 3.48434 \dots - (- 0.13340 \dots) ∣ = 3.35093 \dots

Δ u_{10} = 3.35093 \dots

Невозможно найти решение

Решение

u \approx 0.68232 \dots

Решениями являются

u = 0, u \approx 0.68232 \dots

Делаем обратную замену

u = tan (x)

tan (x) = 0, tan (x) \approx 0.68232 \dots

tan (x) = 0, tan (x) \approx 0.68232 \dots

tan (x) = 0 : x = πn

tan (x) = 0

Общие решения для

tan (x) = 0

tan (x)

таблица периодичности с циклом

πn

x = 0 + πn

x = 0 + πn

Решить

x = 0 + πn : x = πn

x = 0 + πn

0 + πn = πn

x = πn

x = πn

tan (x) = 0.68232 \dots : x = arctan (0.68232 \dots) + πn

tan (x) = 0.68232 \dots

Примените обратные тригонометрические свойства

tan (x) = 0.68232 \dots

Общие решения для

tan (x) = 0.68232 \dots

tan (x) = a \Rightarrow x = arctan (a) + πn

x = arctan (0.68232 \dots) + πn

x = arctan (0.68232 \dots) + πn

Объедините все решения

x = πn, x = arctan (0.68232 \dots) + πn

Покажите решения в десятичной форме

x = πn, x = 0.59876 \dots + πn

Решение

Решение

График

Популярные Примеры