Алгебра Примеры

$5 \sin (x) = - 2 \cos^{2} (x) + 4$

Этап 1

Перенесем все выражения в левую часть уравнения.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

Добавим $2 \cos^{2} (x)$ к обеим частям уравнения.

$5 \sin (x) + 2 \cos^{2} (x) = 4$

Этап 1.2

Вычтем $4$ из обеих частей уравнения.

$5 \sin (x) + 2 \cos^{2} (x) - 4 = 0$

Этап 2

Заменим $2 \cos^{2} (x)$ на $2 (1 - \sin^{2} (x))$ на основе тождества $\sin^{2} (x) + \cos^{2} (x) = 1$ .

$5 \sin (x) + 2 (1 - \sin^{2} (x)) - 4 = 0$

Этап 3

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Применим свойство дистрибутивности.

$5 \sin (x) + 2 \cdot 1 + 2 (- \sin^{2} (x)) - 4 = 0$

Этап 3.2

Умножим $2$ на $1$ .

$5 \sin (x) + 2 + 2 (- \sin^{2} (x)) - 4 = 0$

Этап 3.3

Умножим $- 1$ на $2$ .

$5 \sin (x) + 2 - 2 \sin^{2} (x) - 4 = 0$

Этап 4

Вычтем $4$ из $2$ .

$5 \sin (x) - 2 \sin^{2} (x) - 2 = 0$

Этап 5

Упорядочим многочлен.

$- 2 \sin^{2} (x) + 5 \sin (x) - 2 = 0$

Этап 6

Подставим $u$ вместо $\sin (x)$ .

$- 2 {(u)}^{2} + 5 (u) - 2 = 0$

Этап 7

Разложим левую часть уравнения на множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1

Вынесем множитель $- 1$ из $- 2 u^{2} + 5 u - 2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1.1

Вынесем множитель $- 1$ из $- 2 u^{2}$ .

$- (2 u^{2}) + 5 u - 2 = 0$

Этап 7.1.2

Вынесем множитель $- 1$ из $5 u$ .

$- (2 u^{2}) - (- 5 u) - 2 = 0$

Этап 7.1.3

Перепишем $- 2$ в виде $- 1 (2)$ .

$- (2 u^{2}) - (- 5 u) - 1 \cdot 2 = 0$

Этап 7.1.4

Вынесем множитель $- 1$ из $- (2 u^{2}) - (- 5 u)$ .

$- (2 u^{2} - 5 u) - 1 \cdot 2 = 0$

Этап 7.1.5

Вынесем множитель $- 1$ из $- (2 u^{2} - 5 u) - 1 (2)$ .

$- (2 u^{2} - 5 u + 2) = 0$

Этап 7.2

Разложим на множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.2.1

Разложим на множители методом группировки

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.2.1.1

Для многочлена вида $a x^{2} + b x + c$ представим средний член в виде суммы двух членов, произведение которых равно $a \cdot c = 2 \cdot 2 = 4$ , а сумма — $b = - 5$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.2.1.1.1

Вынесем множитель $- 5$ из $- 5 u$ .

$- (2 u^{2} - 5 u + 2) = 0$

Этап 7.2.1.1.2

Запишем $- 5$ как $- 1$ плюс $- 4$

$- (2 u^{2} + (- 1 - 4) u + 2) = 0$

Этап 7.2.1.1.3

Применим свойство дистрибутивности.

$- (2 u^{2} - 1 u - 4 u + 2) = 0$

Этап 7.2.1.2

Вынесем наибольший общий делитель из каждой группы.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.2.1.2.1

Сгруппируем первые два члена и последние два члена.

$- (2 u^{2} - 1 u - 4 u + 2) = 0$

Этап 7.2.1.2.2

Вынесем наибольший общий делитель (НОД) из каждой группы.

$- (u (2 u - 1) - 2 (2 u - 1)) = 0$

Этап 7.2.1.3

Разложим многочлен, вынеся наибольший общий делитель $2 u - 1$ .

$- ((2 u - 1) (u - 2)) = 0$

Этап 7.2.2

Избавимся от ненужных скобок.

$- (2 u - 1) (u - 2) = 0$

Этап 8

Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен $0$ , все выражение равно $0$ .

$2 u - 1 = 0$

$u - 2 = 0$

Этап 9

Приравняем $2 u - 1$ к $0$ , затем решим относительно $u$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.1

Приравняем $2 u - 1$ к $0$ .

$2 u - 1 = 0$

Этап 9.2

Решим $2 u - 1 = 0$ относительно $u$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.2.1

Добавим $1$ к обеим частям уравнения.

$2 u = 1$

Этап 9.2.2

Разделим каждый член $2 u = 1$ на $2$ и упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.2.2.1

Разделим каждый член $2 u = 1$ на $2$ .

$\frac{2 u}{2} = \frac{1}{2}$

Этап 9.2.2.2

Упростим левую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.2.2.2.1

Сократим общий множитель $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.2.2.2.1.1

Сократим общий множитель.

$\frac{2 u}{2} = \frac{1}{2}$

Этап 9.2.2.2.1.2

Разделим $u$ на $1$ .

$u = \frac{1}{2}$

Этап 10

Приравняем $u - 2$ к $0$ , затем решим относительно $u$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 10.1

Приравняем $u - 2$ к $0$ .

$u - 2 = 0$

Этап 10.2

Добавим $2$ к обеим частям уравнения.

$u = 2$

Этап 11

Окончательным решением являются все значения, при которых $- (2 u - 1) (u - 2) = 0$ верно.

$u = \frac{1}{2}, 2$

Этап 12

Подставим $\sin (x)$ вместо $u$ .

$\sin (x) = \frac{1}{2}, 2$

Этап 13

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

$\sin (x) = \frac{1}{2}$

$\sin (x) = 2$

Этап 14

Решим относительно $x$ в $\sin (x) = \frac{1}{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 14.1

Возьмем обратный синус обеих частей уравнения, чтобы извлечь $x$ из синуса.

$x = \arcsin (\frac{1}{2})$

Этап 14.2

Упростим правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 14.2.1

Точное значение $\arcsin (\frac{1}{2})$ : $\frac{π}{6}$ .

$x = \frac{π}{6}$

Этап 14.3

Функция синуса положительна в первом и втором квадрантах. Для нахождения второго решения вычтем угол приведения из $π$ и найдем решение во втором квадранте.

$x = π - \frac{π}{6}$

Этап 14.4

Упростим $π - \frac{π}{6}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 14.4.1

Чтобы записать $π$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{6}{6}$ .

$x = π \cdot \frac{6}{6} - \frac{π}{6}$

Этап 14.4.2

Объединим дроби.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 14.4.2.1

Объединим $π$ и $\frac{6}{6}$ .

$x = \frac{π \cdot 6}{6} - \frac{π}{6}$

Этап 14.4.2.2

Объединим числители над общим знаменателем.

$x = \frac{π \cdot 6 - π}{6}$

Этап 14.4.3

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 14.4.3.1

Перенесем $6$ влево от $π$ .

$x = \frac{6 \cdot π - π}{6}$

Этап 14.4.3.2

Вычтем $π$ из $6 π$ .

$x = \frac{5 π}{6}$

Этап 14.5

Найдем период $\sin (x)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 14.5.1

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

$\frac{2 π}{| b |}$

Этап 14.5.2

Заменим $b$ на $1$ в формуле периода.

$\frac{2 π}{| 1 |}$

Этап 14.5.3

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

$\frac{2 π}{1}$

Этап 14.5.4

Разделим $2 π$ на $1$ .

$2 π$

Этап 14.6

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

$x = \frac{π}{6} + 2 π n, \frac{5 π}{6} + 2 π n$ , для любого целого $n$

Этап 15

Решим относительно $x$ в $\sin (x) = 2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 15.1

Множество значений синуса: $- 1 \leq y \leq 1$ . Поскольку $2$ не попадает в этот диапазон, решение отсутствует.

Нет решения

Этап 16

Перечислим все решения.

$x = \frac{π}{6} + 2 π n, \frac{5 π}{6} + 2 π n$ , для любого целого $n$