Citat:
Ursprungligen postat av Kaari
Hur löser jag följande ekvation:
cos2x-cos4x-cos6x=0
Tackar
Skriv om allt uttryckt i cos 2x:
cos 4x = 2 cos² 2x - 1
cos 6x = cos(2x + 4x) = cos 2x cos 4x - sin 2x sin 4x
= cos 2x (2 cos² 2x - 1) - sin 2x (2 sin 2x cos 2x)
= 4 cos³ 2x - cos 2x - 2 sin² 2x cos 2x
= cos³ 2x - cos 2x - 2 (1 - cos² 2x) cos 2x
= 3 cos³ 2x - cos 2x - 2
cos 2x - cos 4x - cos 6x
= cos 2x - (2 cos² 2x - 1) - (3 cos³ 2x - cos 2x - 2)
= 3 + 2 cos 2x - 2 cos² 2x - 3 cos³ 2x
Om vi nu sätter t = cos 2x får vi en polynomekvation att lösa:
3 + 2 t - 2 t² - 3 t³ = 0
Vi kan direkt se att t = 1 ger en lösning. Därför kan vi bryta ut faktorn 1 - t:
(1 - t)(3 + 5 t + 3 t²) = 0
Övriga lösningar ges av 3 + 5 t + 3 t² = 0. Men...
3 + 5 t + 3 t² = 3 (1 + (5/3) t + t²) = 3 ( (t + 5/6)² + (1 - (5/6)²) ) ≠ 0
eftersom (t + 5/6)² ≥ 0 och 1 - (5/6)² > 0 så att (t + 5/6)² + (1 - (5/6)²) ≠ 0.
Alltså finns endast lösningen t = 1, dvs cos 2x = 1, som har lösningarna 2x = n 2π.
Svar: x = n π, där n = 0, ±1, ±2, ±3, ...