已知2tanθ=-3tan(θ+π/4),求cos(2θ-π/4)?

如题所述

首先,将等式 2tanθ = -3tan(θ+π/4) 转化为同角三角函数的式子。我们有:
2tanθ = -3tan(θ+π/4)
2tanθ = -3(tanθ + tan(π/4))
2tanθ = -3(tanθ + 1)
2tanθ = -3tanθ - 3
5tanθ = -3
tanθ = -3/5
然后,利用反三角函数求出角度θ的值。由于tanθ = -3/5,所以θ的终边必须位于第四象限。使用反正切函数可以求出:
θ = atan(-3/5) ≈ -30.96° + 180°k (其中 k 是任意整数)
接下来,我们需要求出 cos(2θ-π/4)。利用半角公式,有:
cos(2θ-π/4) = cos²θ - sin²θ
由于 tanθ = -3/5,可以使用勾股定理求出 sinθ 和 cosθ:
sinθ = -3/√(5²+3²) = -3/√34
cosθ = 5/√(5²+3²) = 5/√34
代入上式,得到:
cos(2θ-π/4) = cos²θ - sin²θ = (5/√34)² - (-3/√34)² = 43/34
因此,cos(2θ-π/4) 的值为 43/34。
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2023-06-27

要求解cos(2θ-π/4),我们可以利用已知条件来计算。首先,我们将给定的等式进行变形,消去tan函数:

2tanθ = -3tan(θ+π/4)

将tan函数用sin和cos表示:

2sinθ/cosθ = -3sin(θ+π/4)/cos(θ+π/4)

接下来,我们将等式两边的分式合并并进行化简:

2sinθ * cos(θ+π/4) = -3cosθ * sin(θ+π/4)

应用和差角的公式和倍角的公式:

sin(θ+π/4) = sinθ * cos(π/4) + cosθ * sin(π/4) = (sinθ + cosθ)/√2

cos(θ+π/4) = cosθ * cos(π/4) - sinθ * sin(π/4) = (cosθ - sinθ)/√2

代入原等式,我们有:

2sinθ * (cosθ - sinθ)/√2 = -3cosθ * (sinθ + cosθ)/√2

化简得:

2sinθ * (cosθ - sinθ) = -3cosθ * (sinθ + cosθ)

展开并合并项:

2sinθ * cosθ - 2sin²θ = -3sinθ * cosθ - 3cos²θ

利用三角恒等式sin²θ + cos²θ = 1,我们可以将方程进一步简化:

2sinθ * cosθ - 2(1 - cos²θ) = -3sinθ * cosθ - 3(1 - sin²θ)

展开并合并项:

2sinθ * cosθ - 2 + 2cos²θ = -3sinθ * cosθ - 3 + 3sin²θ

整理得:

5sinθ * cosθ + 5sin²θ - 5cos²θ = -5

应用sin²θ + cos²θ = 1,我们有:

5sinθ * cosθ + 5(1 - cos²θ) - 5cos²θ = -5

化简得:

5sinθ * cosθ + 5 - 5cos²θ - 5cos²θ = -5

整理得:

10sinθ * cosθ - 10cos²θ = -10

再次应用sin²θ + cos²θ = 1,我们得到:

10sinθ * cosθ - 10(1 - sin²θ) = -10

展开并合并项:

10sinθ * cosθ - 10 + 10sin²θ = -10

整理得:

10sinθ * cosθ + 10sin²θ - 10 = -10

化简得:

10sinθ * cosθ + 10sin²θ = 0

进一步整理得:

10sinθ * (cosθ + sinθ) = 0

因此,要使等式成立,我们有两种可能的情况:

    sinθ = 0,这时θ为0度或180度;

    cosθ + sinθ = 0,这时cosθ = -sinθ,即θ为45度或225度。

    现在,我们需要计算cos(2θ-π/4)。根据倍角公式,我们有:

    cos(2θ-π/4) = cos²(θ-π/8) - sin²(θ-π/8)

    代入θ = 0度或180度,我们得到:

    cos(2(0)-π/4) = cos²(-π/8) - sin²(-π/8) = cos²(-π/8) - sin²(-π/8) = cos²(-π/8) - sin²(-π/8) = cos²(π/8) - sin²(π/8) = cos(π/4) - sin(π/4) = 1/√2 - 1/√2 = 0

    代入θ = 45度或225度,我们得到:

    cos(2(45)-π/4) = cos²(7π/8) - sin²(7π/8) = cos²(7π/8) - sin²(7π/8) = cos²(7π/8) - sin²(7π/8) = cos²(7π/8) - sin²(7π/8) = cos(7π/4) - sin(7π/4) = -1/√2 - (-1/√2) = 0

    因此,无论θ取值为0度、180度、45度还是225度,cos(2θ-π/4)都等于0。

本回答被网友采纳
第2个回答  2023-05-17

我们可以按照以下步骤来解决这个问题:

    利用三角恒等式,将右侧的 tan(θ + π/4) 转化为与 tan(θ) 相关的形式。

    tan(θ + π/4) = (tan(θ) + tan(π/4)) / (1 - tan(θ) * tan(π/4))

    由于 tan(π/4) = 1,代入上式化简得到:

    tan(θ + π/4) = (tan(θ) + 1) / (1 - tan(θ))

    将给定的等式代入右侧的 tan(θ):

    2tanθ = -3((tan(θ) + 1) / (1 - tan(θ)))

    化简得到:

    2tanθ(1 - tan(θ)) = -3(tan(θ) + 1)

    将等式中的 tan(θ) 用 sin(θ) 和 cos(θ) 表示,即 tan(θ) = sin(θ) / cos(θ),代入化简:

    2sin(θ) / cos(θ) (1 - sin(θ) / cos(θ)) = -3(sin(θ) / cos(θ) + 1)

    化简得到:

    2sin(θ) - sin^2(θ) / cos(θ) = -3(sin(θ) + cos(θ))

    继续化简得到:

    2sin(θ)cos(θ) - sin^2(θ) = -3(sin(θ)cos(θ) + cos^2(θ))

    使用三角恒等式将等式中的 sin^2(θ) 和 cos^2(θ) 互相转化,得到:

    2sin(θ)cos(θ) - (1 - cos^2(θ)) = -3(sin(θ)cos(θ) + cos^2(θ))

    化简得到:

    2sin(θ)cos(θ) + cos^2(θ) = 1 - 3sin(θ)cos(θ)

    将等式左侧的两项合并,右侧的两项合并,得到:

    cos^2(θ) + 2sin(θ)cos(θ) - 3sin(θ)cos(θ) - 1 = 0

    化简得到:

    cos^2(θ) - sin(θ)cos(θ) - 1 = 0

    使用三角恒等式将等式中的 cos^2(θ) 和 sin(θ)cos(θ) 转化为 sin(2θ) 的形式:

    1 - sin^2(θ) - sin(θ)cos(θ) - 1 = 0

    sin^2(θ) - sin(θ)cos(θ) = 0

    sin(θ)(sin(θ) + cos(θ)) = 0

    得到两个可能的解:

    sin(θ) = 0 或 sin(θ) + cos(θ) = 0

    如果 sin(θ) = 0,则 cos(θ) ≠ 0,因此 cos(2θ - π/4) = cos(2θ) ≠ 0。

    我们将重点关注第二个解:sin(θ) + cos(θ) = 0。

    sin(θ) + cos(θ) = 0 可以变形为 sin(θ) = -cos(θ)。

    利用三角恒等式 sin^2(θ) + cos^2(θ) = 1,我们可以得到:

    sin^2(θ) + (-sin(θ))^2 = 1

    2sin^2(θ) = 1

    sin^2(θ) = 1/2

    sin(θ) = ±√(1/2)

    根据 sin(θ) = ±√(1/2),我们可以得到两个可能的解:

    θ = π/4 或 θ = 3π/4

    因此,当 θ = π/4 或 θ = 3π/4 时,cos(2θ - π/4) 的值为:

    cos(2(π/4) - π/4) = cos(π/2) = 0

    cos(2(3π/4) - π/4) = cos(5π/2) = 0

    综上所述,当 θ = π/4 或 θ = 3π/4 时,cos(2θ - π/4) 的值为 0。

第3个回答  2023-07-16
2tanθ = -3tan(θ + π/4)

使用谭
2tanθ = -3[(tanθ + tan(π/4))/(1 - tanθ*tan(π/4))]
由于tan(π/4) = 1,代入方程中:
2tanθ = -3[(tanθ + 1)/(1 - tanθ)]
接下来,我们可以整理方程得到关于tanθ的二次方程:
2tanθ(1 - tanθ) = -3(tanθ + 1)
2tanθ - 2tan²θ = -3tanθ - 3
将所有项移至同一侧并整理,得到:
2tan²θ - 5tanθ + 3 = 0
我们可以使用求根公式来解这个二次方程。令tanθ = x,我们可以将方程改写为:
2x² - 5x + 3 = 0
通过求解这个二次方程,我们可以得到两个根:x = 1/2 和 x = 3/2。
由于tanθ = x,我们可以得到两个解:
tanθ₁ = 1/2 和 tanθ₂ = 3/2
然后,我们可以求解θ₁和θ₂的值,然后代入cos(2θ - π/4)的公式中,以求得最终结果。请注意,这里有两个可能的解。本回答被网友采纳
第4个回答  2023-08-29

要求解这个问题,首先,我们需要使用三角恒等式和代数步骤来化简方程,然后找到θ的值。然后,我们可以使用θ的值来计算cos(2θ-π/4)。

让我们一步一步来解决这个问题:

    化简方程:

    首先,我们可以使用三角恒等式来将tan(θ+π/4)转化为tan(θ)。三角恒等式tan(θ+π/4) = tan(θ) + 1。

    所以,方程变成了2tanθ = -3(tan(θ) + 1)。

    整理方程:

    分配-3到括号内的两个项:

    2tanθ = -3tan(θ) - 3

    现在,我们将3tan(θ)移动到方程的左边,得到:

    2tanθ + 3tan(θ) = -3

    合并同类项:

    5tan(θ) = -3

    解出tan(θ):

    除以5:

    tan(θ) = -3/5

    求θ的值:

    现在,我们需要找到tan(θ)等于-3/5的角度。我们可以使用反正切函数来做到这一点。记住tan(θ) = y/x,其中y是对边,x是邻边。

    tan(θ) = -3/5 意味着对边为-3,邻边为5。这是一个角度为负切比值的角。我们需要找到这个角的度数,然后计算cos(2θ-π/4)。

    使用反正切函数,我们可以找到θ的度数:

    θ = atan(-3/5)

    使用计算器或表格,atan(-3/5) 约等于 -29.20°。

    计算cos(2θ-π/4):

    现在我们知道θ的度数,我们可以计算cos(2θ-π/4)。首先,我们需要找到2θ的度数:

    2θ = 2*(-29.20°) = -58.40°

    然后,我们计算cos(-58.40° - π/4)。请注意,cos函数是一个偶函数,cos(-x) = cos(x),所以:

    cos(-58.40° - π/4) = cos(58.40° + π/4)

    使用计算器或表格,cos(58.40° + π/4) 约等于 0.382。

    所以,cos(2θ-π/4) 约等于 0.382。这就是所求的答案。

本回答被网友采纳
相似回答
大家正在搜