مواضيع المحاضرة: Calculus I
background image

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

CALCULUS   I 

Solutions to Practice Problems

 

Review 

 

Paul Dawkins 

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Table of Contents 

 
Preface ............................................................................................................................................ 1

 

Review............................................................................................................................................. 1

 

Review : Functions ..................................................................................................................................... 1

 

Review : Inverse Functions .......................................................................................................................25

 

Review : Trig Functions ............................................................................................................................34

 

Review : Solving Trig Equations ..............................................................................................................51

 

Review : Solving Trig Equations with Calculators, Part I ........................................................................80

 

Review : Solving Trig Equations with Calculators, Part II .....................................................................102

 

Review : Exponential Functions .............................................................................................................118

 

Review : Logarithm Functions ................................................................................................................122

 

Review : Exponential and Logarithm Equations .....................................................................................130

 

Review : Common Graphs ......................................................................................................................148

 

 
 

Preface 

 
Here are the solutions to the practice problems for my Calculus I notes.  Some solutions will have 
more or less detail than other solutions.  The level of detail in each solution will depend up on 
several issues.  If the section is a review section, this mostly applies to problems in the first 
chapter, there will probably not be as much detail to the solutions given that the problems really 
should be review.  As the difficulty level of the problems increases less detail will go into the 
basics of the solution under the assumption that if you’ve reached the level of working the harder 
problems then you will probably already understand the basics fairly well and won’t need all the 
explanation.  
 
This document was written with presentation on the web in mind.  On the web most solutions are 
broken down into steps and many of the steps have hints.  Each hint on the web is given as a 
popup however in this document they are listed prior to each step.  Also, on the web each step can 
be viewed individually by clicking on links while in this document they are all showing.  Also, 
there are liable to be some formatting parts in this document intended for help in generating the 
web pages that haven’t been removed here.  These issues may make the solutions a little difficult 
to follow at times, but they should still be readable. 
 

Review 

 

 

Review : Functions 

 

1. Perform the indicated function evaluations for 

( )

2

3 5

2

f x

x

x

= −

.    


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

    (a) 

( )

4

f

 

 

 

(b) 

( )

0

f

 

 

(c) 

( )

3

f

 

    (d) 

(

)

6

f

t

  

 

(e)  

(

)

7 4

f

x

  

(f)  

(

)

f x h

+

 

 

(a) 

( )

4

f

   [Solution] 

 

( )

( ) ( )

2

4

3 5 4

2 4

49

f

= −

= −

 

 

(b) 

( )

0

f

   [Solution] 

 

( )

( ) ( )

2

0

3 5 0

2 0

3

f

= −

=

 

 

(c) 

( )

3

f

   [Solution] 

 

( )

( ) ( )

2

3

3 5

3

2

3

0

f

− = − − − −

=

 

 
Hint : Don’t let the fact that there are now variables here instead of numbers get you confused.  
This works exactly the same way as the first three it will just have a little more algebra involved. 

(d) 

(

)

6

f

t

   [Solution] 

 

(

)

(

) (

)

(

)

(

)

2

2

2

2

6

3 5 6

2 6

3 5 6

2 36 12

3 30 5

72 24

2

99 29

2

f

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

− = −

− −

= −

− −

+

= −

+ −

+

= − +

 

 
Hint : Don’t let the fact that there are now variables here instead of numbers get you confused.  
This works exactly the same way as the first three it will just have a little more algebra involved. 

(e)  

(

)

7 4

f

x

   [Solution] 

 

(

)

(

) (

)

(

)

(

)

2

2

2

2

7 4

3 5 7 4

2 7 4

3 5 7 4

2 49 56

16

3 35 20

98 112

32

130 132

32

f

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

= −

= −

+

= −

+

+

= −

+

 

 
Hint : Don’t let the fact that there are now variables here instead of numbers get you confused.  
Also, don’t get excited about the fact that there is both an x and an h here.  This works exactly the 
same way as the first three it will just have a little more algebra involved. 

(f)  

(

)

f x h

+

   [Solution] 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

(

)

(

) (

)

(

)

(

)

2

2

2

2

2

3 5

2

3 5

2

2

3 5

5

2

4

2

f x

h

x

h

x

h

x

h

x

xh

h

x

h

x

xh

h

+

= −

+

+

= −

+

+

+

= −

 

 

 
 

2. Perform the indicated function evaluations for 

( )

2

6

t

g t

t

=

+

.    

    (a)  

( )

0

g

 

 

 

(b)  

( )

3

g

 

 

(c)  

( )

10

g

 

    (d)  

( )

2

g x

   

 

(e)  

(

)

g t

h

+

   

(f)  

(

)

2

3

1

g t

t

− +

 

 

(a)  

( )

0

g

   [Solution] 

 

( )

( )

0

0

0

0

2 0

6

6

g

=

= =

+

 

 

(b)  

( )

3

g

   [Solution] 

 

( )

( )

3

3

3

2

3

6

0

g

− =

=

− +

 

 

The minute we see the division by zero we know that 

( )

3

g

 does not exist

 

(c)  

( )

10

g

   [Solution] 

 

( )

( )

10

10

5

10

2 10

6

26

13

g

=

=

=

+

 

 
Hint : Don’t let the fact that there are now variables here instead of numbers get you confused.  
This works exactly the same way as the first three it will just have a little more algebra involved. 

(d)  

( )

2

g x

   [Solution] 

 

( )

2

2

2

2

6

x

g x

x

=

+

 

 
Hint : Don’t let the fact that there are now variables here instead of numbers get you confused.  
Also, don’t get excited about the fact that there is both a t and an h here.  This works exactly the 
same way as the first three it will just have a little more algebra involved. 

(e)  

(

)

g t

h

+

   [Solution] 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

(

)

(

)

2

6

2

2

6

t

h

t

h

g t

h

t

h

t

h

+

+

+

=

=

+

+

+

+

 

 
Hint : Don’t let the fact that there are now variables here instead of numbers get you confused.  
This works exactly the same way as the first three it will just have a little more algebra involved. 

(f)  

(

)

2

3

1

g t

t

− +

   [Solution] 

 

(

) (

)

2

2

2

2

2

3

1

3

1

3

1

2

6

8

2

3

1

6

t

t

t

t

g t

t

t

t

t

t

− +

− +

− + =

=

− +

− + +

 

 

 
 

3. Perform the indicated function evaluations for 

( )

2

1

h z

z

=

.    

    (a)  

( )

0

h

 

 

 

(b)  

( )

1
2

h

 

 

(c)  

( )

1
2

h

 

    (d)  

( )

9

h

z

   

 

(e)  

(

)

2

2

h z

z

 (f)  

(

)

h z

k

+

 

 

(a)  

( )

0

h

   [Solution] 

 

( )

2

0

1 0

1 1

h

=

=

=  

 

(b)  

( )

1
2

h

   [Solution] 

 

2

1

1

3

3

1

2

2

4

2

h

=

− −

=

=

 

 

(c)  

( )

1
2

h

   [Solution] 

 

2

1

1

3

3

1

2

2

4

2

h

 

 

=

=

=

 

 

 

 

 

 
Hint : Don’t let the fact that there are new variables here instead of numbers get you confused.  
This works exactly the same way as the first three it will just have a little more algebra involved. 

(d)  

( )

9

h

z

   [Solution] 

 

( )

( )

2

2

9

1

9

1 81

h

z

z

z

=

=

 

 
Hint : Don’t let the fact that there are now variables here instead of numbers get you confused.  
This works exactly the same way as the first three it will just have a little more algebra involved. 

(e)  

(

)

2

2

h z

z

   [Solution] 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

(

)

(

)

(

)

2

2

2

4

3

2

2

3

4

2

1

2

1

4

4

1 4

4

h z

z

z

z

z

z

z

z

z

z

=

=

+

=

+

 

 
Hint : Don’t let the fact that there are now variables here instead of numbers get you confused.  
Also, don’t get excited about the fact that there is both a z and a k here.  This works exactly the 
same way as the first three it will just have a little more algebra involved. 

(f)  

(

)

h z

k

+

   [Solution] 

 

(

)

(

)

(

)

2

2

2

2

2

1

1

2

1

2

h z

k

z

k

z

zk

k

z

zk

k

+

=

− +

=

+

+

=

 

 

 
 

4. Perform the indicated function evaluations for 

( )

4

3

1

R x

x

x

=

+ −

+

.    

    (a)  

( )

0

R

  

 

 

(b)  

( )

6

R

 

 

(c)  

( )

9

R

 

    (d)  

(

)

1

R x

+

 

 

(e)  

(

)

4

3

R x

   

(f)  

(

)

1

1

x

R

 

 

(a)  

( )

0

R

   [Solution] 

 

( )

4

0

3 0

3

4

0 1

R

=

+ −

=

+

 

 

(b)  

( )

6

R

   [Solution] 

 

( )

4

4

4

17

6

3 6

9

3

6 1

7

7

7

R

=

+ −

=

− = − =

+

 

 

(c)  

( )

9

R

   [Solution] 

 

( )

( )

4

4

9

3

9

6

9 1

8

R

− =

+ − −

= − −

− +

 

 
In this class we only deal with functions that give real values as answers.  Therefore, because we 
have the square root of a negative number in the first term this function is not defined.   
 
Note that the fact that the second term is perfectly acceptable has no bearing on the fact that the 
function will not be defined here.  If any portion of the function is not defined upon evaluation 
then the whole function is not defined at that point.  Also note that if we allow complex numbers 
this function will be defined. 
 
Hint : Don’t let the fact that there are now variables here instead of numbers get you confused.  
This works exactly the same way as the first three it will just have a little more algebra involved. 

(d)  

(

)

1

R x

+

   [Solution] 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

(

)

(

) ( )

4

4

1

3

1

4

1

1

2

R x

x

x

x

x

+ =

+

+ −

=

+ −

+ +

+

 

 
Hint : Don’t let the fact that there are now variables here instead of numbers get you confused.  
This works exactly the same way as the first three it will just have a little more algebra involved. 

(e)  

(

)

4

3

R x

   [Solution] 

 

(

)

(

) ( )

4

4

4

2

4

4

4

4

4

4

3

3

3

2

2

3

1

R x

x

x

x

x

x

x

− =

+

=

=

− +

 

 
Hint : Don’t let the fact that there are now variables here instead of numbers get you confused.  
This works exactly the same way as the first three it will just have a little more algebra involved. 

(f)  

(

)

1

1

x

R

   [Solution] 

 

(

)

1

1

1

1

4

1

4

1

1

3

1

2

2

4

1

1

x

x

R

x

x

x

x

x

− =

+

− −

=

+ − =

+ −

− +

 

 

 
 

5. The difference quotient of a function 

( )

f x

 is defined to be, 

 

(

)

( )

f x

h

f x

h

+

 

compute the difference  quotient for 

( )

4

9

f x

x

=

.    

 

Hint : Compute 

(

)

f x h

+

, then compute the numerator and finally compute the difference 

quotient. 
 
Step 1 

 

(

) (

)

4

9

4

4

9

f x

h

x

h

x

h

+

=

+ − =

+

−  

 
Step 2 

 

(

)

( )

(

)

4

4

9

4

9

4

f x

h

f x

x

h

x

h

+ −

=

+

− −

− =

 

 
 
Step 3 

 

(

)

( )

4

4

f x

h

f x

h

h

h

+

=

=  

 

 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

6. The difference quotient of a function 

( )

f x

 is defined to be, 

 

(

)

( )

f x

h

f x

h

+

 

compute the difference  quotient for 

( )

2

6

g x

x

= −

.    

 

Hint : Don’t get excited about the fact that the function is now named 

( )

g x

, the difference 

quotient still works in the same manner it just has g’s instead of f’s now.  So, compute 

(

)

g x

h

+

then compute the numerator and finally compute the difference quotient. 
 
Step 1 

 

(

)

(

)

2

2

2

6

6

2

g x

h

x

h

x

xh

h

+

= −

+

= −

 

 
Step 2 

 

(

)

( )

(

)

2

2

2

2

6

2

6

2

g x

h

g x

x

xh

h

x

xh

h

+

= −

− −

= −

 

 
 
Step 3 

 

(

) ( )

2

2

2

g x

h

g x

xh h

x h

h

h

+

=

= − −  

 

 
 

7. The difference quotient of a function 

( )

f x

 is defined to be, 

 

(

)

( )

f x

h

f x

h

+

 

compute the difference  quotient for 

( )

2

2

3

9

f t

t

t

=

− +

.    

 

Hint : Don’t get excited about the fact that the function is now 

( )

f t

, the difference quotient still 

works in the same manner it just has t’s instead of x’s now.  So, compute 

(

)

f t

h

+

, then compute 

the numerator and finally compute the difference quotient. 
 
Step 1 

 

(

)

(

)

(

)

(

)

2

2

2

2

2

2

3

9

2

2

3

3

9

2

4

2

3

3

9

f t

h

t

h

t

h

t

th

h

t

h

t

th

h

t

h

+

=

+

+

+ =

+

+

− −

+

=

+

+

− −

+

 

 
Step 2 

 

(

)

( )

(

)

2

2

2

2

2

4

2

3

3

9

2

3

9

4

2

3

f t

h

f t

t

th

h

t

h

t

t

th

h

h

+

=

+

+

− −

+ −

− +

=

+

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
 
Step 3 

 

(

)

( )

2

4

2

3

4

2

3

f t

h

f t

th

h

h

t

h

h

h

+

+

=

= +

−  

 

 
 

8. The difference quotient of a function 

( )

f x

 is defined to be, 

 

(

)

( )

f x

h

f x

h

+

 

compute the difference  quotient for 

( )

1

2

y z

z

=

+

.    

 

Hint : Don’t get excited about the fact that the function is now named 

( )

y z

, the difference 

quotient still works in the same manner it just has y’s and z’s instead of f’s and x’s now.  So, 

compute 

(

)

y z

h

+

, then compute the numerator and finally compute the difference quotient. 

 
Step 1 

 

(

)

1

2

y z

h

z

h

+

=

+ +

 

 
Step 2 

 

(

) ( )

(

)

(

)(

) (

)(

)

2

2

1

1

2

2

2

2

2

2

z

z

h

h

y z

h

y z

z

h

z

z

h

z

z

h

z

+ − + +

+

=

=

=

+ +

+

+ +

+

+ +

+

 

 
Note that, when dealing with difference quotients, it will almost always be advisable to combine 
rational expressions into a single term in preparation of the next step. 
 
Step 3 

 

(

) ( )

(

) ( )

(

)

(

)(

)

(

)(

)

1

1

1

2

2

2

2

y z

h

y z

h

h z

h

h z

h

h

h

z

h

z

z

h

z

+

=

+

=

=

+ +

+

+ +

+

 

 
In this step we rewrote the difference quotient a little to make the numerator a little easier to deal 
with.  All that we’re doing here is using the fact that, 

 

( )

( )

1

1

a

a

a

b

b

b

   

=

=

   

   

 

 

 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

9. The difference quotient of a function 

( )

f x

 is defined to be, 

 

(

)

( )

f x

h

f x

h

+

 

compute the difference  quotient for 

( )

2

3

t

A t

t

=

.    

 

Hint : Don’t get excited about the fact that the function is now named 

( )

A t

, the difference 

quotient still works in the same manner it just has A’s and t’s instead of f’s and x’s now.  So, 

compute 

(

)

A t

h

+

, then compute the numerator and finally compute the difference quotient. 

 
Step 1 

 

(

)

(

)

(

)

2

2

2

3

3

t

h

t

h

A t

h

t

h

t

h

+

+

+

=

=

− +

− −

 

 
Step 2 

 

(

)

( )

(

)(

)

(

)

(

)(

)

(

)

(

)(

)

(

)(

)

2

2

2

2

3

2 3

2

2

2

3

3

3

3

6

2

6

2

6

2

2

6

3

3

3

3

t

h

t

t

t

h

t

h

t

A t

h

A t

t

h

t

t

h

t

t

t

h

ht

t

t

th

h

t

h

t

t

h

t

+

− −

− −

+

+

=

=

− −

− −

+

=

=

− −

− −

 

 
Note that, when dealing with difference quotients, it will almost always be advisable to combine 
rational expressions into a single term in preparation of the next step.  Also, when doing this 
don’t forget to simplify the numerator as much as possible.  With most difference quotients you’ll 
see a lot of cancelation as we did here. 
 
Step 3 

 

(

)

( )

(

)

( )

(

)

(

)(

)

(

)(

)

1

1

6

6

3

3

3

3

A t

h

A t

h

A t

h

A t

h

h

h

t

h

t

t

h

t

+

=

+

=

=

− −

− −

 

 
In this step we rewrote the difference quotient a little to make the numerator a little easier to deal 
with.  All that we’re doing here is using the fact that, 

 

( )

( )

1

1

a

a

a

b

b

b

   

=

=

   

   

 

 

 
 

10. Determine all the roots of 

( )

5

4

3

4

32

f x

x

x

x

=

.    

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

10 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

[Solution] 
Set the function equal to zero and factor the left side. 
 

 

(

)

(

)(

)

5

4

3

3

2

3

4

32

4

32

8

4

0

x

x

x

x

x

x

x

x

x

=

=

+

=

 

 
After factoring we can see that the three roots of this function are, 

 

4,

0,

8

x

x

x

= −

=

=

 

 

 
 

11. Determine all the roots of 

( )

2

12

11

5

R y

y

y

=

+

.    

 
[Solution] 
Set the function equal to zero and factor the left side. 
 

 

(

)(

)

2

12

11

5

4

5 3

1

0

y

y

y

y

+

− =

+

− =  

 
After factoring we see that the two roots of this function are, 

 

5

1

,

4

3

y

y

= −

=

 

 

 
 

12. Determine all the roots of 

( )

2

18 3

2

h t

t

t

=

− −

.    

 
[Solution] 
Set the function equal to zero and because the left side will not factor we’ll need to use the 
quadratic formula to find the roots of the function. 
 

 

2

18 3

2

0

t

t

− −

=

 

 

 

( )

( )( )

( )

( )( )

(

)

2

3

3

4

2 18

3

9 17

3

153

3 3 17

3

1

17

2

2

4

4

4

4

t

±

− −

±

±

±

=

=

=

=

= −

±

 

 
So, the quadratic formula gives the following two roots of the function, 

 

(

)

(

)

3

3

1

17

2.342329

1

17

3.842329

4

4

+

=

= −

 

 

 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

11 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

13. Determine all the roots of 

( )

3

2

7

g x

x

x

x

=

+

.    

 
[Solution] 
Set the equation equal to zero and factor the left side as much as possible. 

 

(

)

3

2

2

7

7

1

0

x

x

x

x x

x

+

− =

+

− =

 

 

So, we can see that one root is 

0

x

=

 and because the quadratic doesn’t factor we’ll need to use 

the quadratic formula on that to get the remaining two roots. 

 

( )

( )( )

( )

4

7

7

4 1

1

7

53

2 1

2

x

− ±

− ±

=

=

 

 
We then have the following three roots of the function, 

 

7

53

7

53

0,

0.140055,

7.140055

2

2

x

− +

− −

=

=

= −

 

 

 
 

14. Determine all the roots of 

( )

4

2

6

27

W x

x

x

=

+

.    

 
[Solution] 
Set the function equal to zero and factor the left side as much as possible.   
 

 

(

)(

)

4

2

2

2

6

27

3

9

0

x

x

x

x

+

=

+

=

 

 
Don’t so locked into quadratic equations that the minute you see an equation that is not quadratic 
you decide you can’t deal with it.  While this function was not a quadratic it still factored in an 
obvious manner. 
 
Now, the second term will never be zero (for any real value of x anyway and in this class those 
tend to be the only ones we are interested in) and so we can ignore that term.  The first will be 
zero if, 
 

2

2

3

0

3

3

x

x

x

− =

=

= ±

 

 
So, we have two real roots of this function.  Note that if we allowed complex roots (which again, 
we aren’t really interested in for this course) there would also be two complex roots from the 
second term as well. 
 

 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

12 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

15. Determine all the roots of 

( )

5

4

3

3

7

8

f t

t

t

t

= −

.    

 
[Solution] 
Set the function equal to zero and factor the left side as much as possible. 
 

 

5

4

2

1

1

1

3

3

3

3

3

3

7

8

7

8

8

1

0

t

t

t

t t

t

t t

t



− =

=

+ =





 

 
Don’t so locked into quadratic equations that the minute you see an equation that is not quadratic 
you decide you can’t deal with it.  While this function was not a quadratic it still factored, it just 
wasn’t as obvious that it did in this case.  You could have clearly seen that if factored if it had 
been, 

 

(

)

2

7

8

t t

t

− −

 

 
but notice that the only real difference is that the exponents are fractions now, but it still has the 
same basic form and so can be factored. 
 
Okay, back to the problem.  From the factored form we get, 
 

 

( )

1

1

3

3

3

1

1

3

3

3

0

8

0

8

8

512

1

0

1

1

1

t

t

t

t

t

t

t

=

− =

=

=

=

+ =

= −

= −

= −

 

 
So, the function has three roots, 
 

 

1,

0,

512

t

t

t

= −

=

=

 

 

 
 

16. Determine all the roots of 

( )

4

5

8

z

h z

z

z

=

.    

 
[Solution] 
Set the function equal to zero and clear the denominator by multiplying by the least common 

denominator, 

(

)(

)

5

8

z

z

, and then solve the resulting equation. 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

13 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

(

)(

)

(

) (

)

(

)(

)

2

4

5

8

0

5

8

8

4

5

0

12

20

0

10

2

0

z

z

z

z

z

z z

z

z

z

z

z

=

− −

=

+

=

=

 

 

So, it looks like the function has two roots, 

2

z

=

 and 

10

z

=

 however recall that because we 

started off with a function that contained rational expressions we need to go back to the original 
function and make sure that neither of these will create a division by zero problem in the original 
function.  In this case neither do and so the two roots are, 
 

 

2

10

z

z

=

=

 

 

 
 

17. Determine all the roots of 

( )

2

4

1

2

3

w

w

g w

w

w

=

+

+

.    

 
[Solution] 
Set the function equal to zero and clear the denominator by multiplying by the least common 

denominator, 

(

)(

)

1 2

3

w

w

+

, and then solve the resulting equation. 

 

 

(

)(

)

(

) (

)(

)

2

2

4

1 2

3

0

1

2

3

2

2

3

4

1

0

5

9

4

0

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

+

+

=

+

− +

+ =

− =

 

 
This quadratic doesn’t factor so we’ll need to use the quadratic formula to get the solution. 

 

( )

( )( )

( )

2

9

9

4 5

4

9

161

2 5

10

w

±

±

=

=

 

 
So, it looks like this function has the following two roots, 
 

 

9

161

9

161

2.168858

0.368858

10

10

+

=

= −

 

 
Recall that because we started off with a function that contained rational expressions we need to 
go back to the original function and make sure that neither of these will create a division by zero 
problem in the original function.  Neither of these do and so they are the two roots of this 
function. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

14 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 
 

18. Find the domain and range of  

( )

2

3

2

1

Y t

t

t

=

− +

.    

 
[Solution] 
This is a polynomial (a 2

nd

 degree polynomial in fact) and so we know that we can plug any value 

of t into the function and so the domain is all real numbers or, 
 

 

(

)

Domain  :  

or

,

t

− ∞ < < ∞

−∞ ∞  

 
The graph of this 2

nd

 degree polynomial (or quadratic) is a 

parabola

 that opens upwards (because 

the coefficient of the 

2

t

 is positive) and so we know that the vertex will be the lowest point on 

the graph.  This also means that the function will take on all values greater than or equal to the y-
coordinate of the vertex which will in turn give us the range. 
 
So, we need the vertex of the parabola.  The t-coordinate is, 

 

( )

2

1

2 3

3

t

= −

=  

and the y coordinate is then, 

1

2

3

3

Y

  =

 

 

 
The range is then, 
 

 

2

Range  :  

,

3

∞



 

 

 
 

19. Find the domain and range of  

( )

2

4

7

g z

z

z

= − −

+

.    

 
[Solution] 
This is a polynomial (a 2

nd

 degree polynomial in fact) and so we know that we can plug any value 

of z into the function and so the domain is all real numbers or, 
 

 

(

)

Domain  :  

or

,

z

− ∞ < < ∞

−∞ ∞  

 
The graph of this 2

nd

 degree polynomial (or quadratic) is a 

parabola

 that opens downwards 

(because the coefficient of the 

2

z

 is negative) and so we know that the vertex will be the highest 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

15 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

point on the graph.  This also means that the function will take on all values less than or equal to 
the y-coordinate of the vertex which will in turn give us the range. 
 
So, we need the vertex of the parabola.  The z-coordinate is, 

 

( )

4

2

2

1

z

= −

= −

 

and the y coordinate is then, 

( )

2

11

g

− =

 
The range is then, 
 

 

(

]

Range  :  

,11

−∞

 

 

 
 

20. Find the domain and range of  

( )

2

2

1

f z

z

= +

+

.    

 
[Solution] 
We know that when we have square roots that we can’t take the square root of a negative number.  
However, because, 

 

2

1 1

z

+ ≥  

we will never be taking the square root of a negative number in this case and so the domain is all 
real numbers or, 
 

 

(

)

Domain  :  

or

,

z

− ∞ < < ∞

−∞ ∞  

 
For the range we need to recall that square roots will only return values that are positive or zero 
and in fact the only way we can get zero out of a square root will be if we take the square root of 
zero.  For our function, as we’ve already noted, the quantity that is under the root is always at 
least 1 and so this root will never be zero.  Also recall that we have the following fact about 
square roots, 
 

 

If 

1 then 

1

x

x

 

 
So, we now know that, 

 

2

1 1

z

+ ≥

 

 
Finally, we are adding 2 onto the root and so we know that the function must always be greater 
than or equal to 3 and so the range is, 
 

 

[

)

Range  :   3,

∞  


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

16 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 
 

21. Find the domain and range of  

( )

3 14 3

h y

y

= −

+

.    

 
[Solution] 
In this case we need to require that, 

 

14

14 3

0

3

y

y

+

≥ −

 

in order to make sure that we don’t take the square root of negative numbers.  The domain is then, 
 

 

14

14

Domain  :  

or

,

3

3

y

≤ < ∞

∞



 

 
For the range for this function we can notice that the quantity under the root can be zero (if 

14

3

y

= −

).  Also note that because the quantity under the root is a line it will take on all positive 

values and so the square root will in turn take on all positive value and zero.  The square root is 
then multiplied by -3.  This won’t change the fact that the root can be zero, but the minus sign 
will change the sign of the non-zero values from positive to negative.  The 3 will only affect the 
general size of the square root but it won’t change the fact that the square root will still take on all 
positive (or negative after we add in the minus sign) values. 
 
 The range is then, 
 

 

(

]

Range  :  

, 0

−∞

 

 

 
 

22. Find the domain and range of  

( )

5

8

M x

x

= − +

.    

 
[Solution] 
We’re dealing with an absolute value here and the quantity inside is a line, which we can plug all 
values of x into, and so the domain is all real numbers or, 
 

 

(

)

Domain  :  

or

,

x

− ∞ < < ∞

−∞ ∞  

 
For the range let’s again note that the quantity inside the absolute value is a linear function that 
will take on all real values.  We also know that absolute value functions will never be negative 
and will only be zero if we take the absolute value of zero.  So we now know that, 

 

8

0

x

+ ≥  

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

17 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

However, we are subtracting this from 5 and so we’ll be subtracting a positive or zero number 
from 5 and so the range is, 
 

 

(

]

Range  :  

, 5

−∞

 

 

 
 

23. Find the domain of 

( )

3

3

1

12

7

w

w

f w

w

+

=

.    

 
[Solution] 
In this case we need to avoid division by zero issues and so we’ll need to determine where the 
denominator is zero.  To do this we will solve, 

 

7

12

7

0

12

w

w

− =

=

 

 
We can plug all other values of w into the function without any problems and so the domain is, 
 

 

7

Domain  : All real numbers except 

12

w

=

 

 

 
 

24. Find the domain of 

( )

3

2

5

10

9

R z

z

z

z

=

+

+

.    

 
[Solution] 
In this case we need to avoid division by zero issues and so we’ll need to determine where the 
denominator is zero.  To do this we will solve, 
 

 

(

)

(

)(

)

3

2

2

10

9

10

9

1

9

0

0,

1,

9

z

z

z

z z

z

z z

z

z

z

z

+

+

=

+

+

=

+

+

=

=

= −

= −

 

 
The three values above are the only values of z that we can’t plug into the function.  All other 
values of z can be plugged into the function and will return real values. The domain is then, 
 

 

Domain  : All real numbers except 

0,

1,

9

z

z

z

=

= −

= −

 

 

 
 

25. Find the domain of 

( )

3

2

6

7

4

t

t

g t

t

t

=

− −

.    


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

18 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
[Solution] 
In this case we need to avoid division by zero issues and so we’ll need to determine where the 
denominator is zero.  To do this we will solve, 
 

 

( )

( )( )

( )

(

)

2

2

1

1

4

4 7

1

7

4

0

1

113

2

4

8

t

t

t

±

− −

− −

=

=

= −

±

 

 
The two values above are the only values of t that we can’t plug into the function.  All other 
values of t can be plugged into the function and will return real values. The domain is then, 
 

 

(

)

1

Domain  : All real numbers except 

1

113

8

t

= −

±

 

 

 
 

26. Find the domain of 

( )

2

25

g x

x

=

.    

 
[Solution] 
In this case we need to avoid square roots of negative numbers and so we need to require, 
 

 

2

25

0

x

 

 
Note that once we have the original inequality written down we can do a little rewriting of things 
as follows to make things a little easier to see. 
 

 

2

25

5

5

x

x

− ≤ ≤  

  
At this point it should be pretty easy to find the values of x that will keep the quantity under the 
radical positive or zero and so we won’t need to do a numberline or sign table to determine the 
range.  
 
The domain is then, 
 

 

Domain  :  5

5

x

− ≤ ≤  

 

 
 

27. Find the domain of 

( )

4

3

2

20

h x

x

x

x

=

− −

.    

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

19 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Step 1 Hint : We need to avoid negative numbers under the square root and because the quantity 
under the root is a polynomial we know that it can only change sign if it goes through zero and so 
we first need to determine where it is zero. 
[Show Step One] 
In this case we need to avoid square roots of negative numbers and so we need to require, 
 

 

(

)

(

)(

)

4

3

2

2

2

2

20

20

5

4

0

x

x

x

x

x

x

x

x

x

=

− −

=

+

 

 

Once we have the polynomial in factored form we can see that the left side will be zero at 

0

x

=

4

x

= −

 and 

5

x

=

.  Because the quantity under the radical is a polynomial we know that it can 

only change sign if it goes through zero and so these are the only points the only places where the 
polynomial on the left can change sign. 
 
Step 2 Hint : Because the polynomial can only change sign at these points we know that it will be 
the same sign in each region defined by these points and so all we need to know is the value of 
the polynomial as a single point in each region. 
[Show Step Two] 
Here is a number line giving the value/sign of the polynomial at a test point in each of the region 
defined by these three points.  To make it a little easier to read the number line let’s define the 
polynomial under the radical to be, 
 

 

( )

(

)(

)

4

3

2

2

20

5

4

R x

x

x

x

x

x

x

=

− −

=

+  

 
Now, here is the number line, 

 

 
Step 3 Hint : Now all we need to do is write down the values of x where the polynomial under the 
root will be positive or zero and we’ll have the domain.  Be careful with the points where the 
polynomial is zero. 
[Show Step Three] 
The domain will then be all the points where the polynomial under the root is positive or zero and 
so the domain is, 
 

 

Domain  : 

4,

0, 5

x

x

x

− ∞ < ≤ −

=

≤ < ∞

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

20 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

In this case we need to be very careful and not miss 

0

x

=

.  This is the point separating two 

regions which give negative values of the polynomial, but it will give zero and so it also part of 
the domain.  This point is often very is very easy to miss. 
 

 
 

28. Find the domain of 

( )

3

2

5

1

8

t

P t

t

t

t

+

=

− −

.    

 
Step 1 Hint : We need to avoid negative numbers under the square root and because the quantity 
under the root is a polynomial we know that it can only change sign if it goes through zero and so 
we first need to determine where it is zero. 
[Show Step One] 
In this case we need to avoid square roots of negative numbers and because the square root is in 
the denominator we’ll also need to avoid division by zero issues.  We can satisfy both needs by 
requiring, 
 

 

(

)

3

2

2

8

8

0

t

t

t

t t

t

− − =

− −

>

 

 
Note that there is nothing wrong with the square root of zero, but we know that the square root of 
zero is zero and so if we require that the polynomial under the root is strictly positive we’ll know 
that we won’t have square roots of negative numbers and we’ll avoid division by zero. 
 
Now, despite the fact that we need to avoid where the polynomial is zero we know that it will 
only change signs if it goes through zero and so we’ll next need to determine where the 
polynomial is zero.   
 

Clearly one value is 

0

t

=

 and because the quadratic does not factor we can use the quadratic 

formula on it to get the following two additional points. 
 

 

( )

( )( )

2

1

1

4 1

8

1

33

1

33

3.372281

2

2

2

1

33

2.372281

2

t

t

t

±

±

+

=

=

=

=

=

= −

 

 
 

So, these three points (

0

t

=

2.372281

t

= −

 and 

3.372281

t

=

 are the only places that the 

polynomial under the root can change sign. 
 
Step 2 Hint : Because the polynomial can only change sign at these points we know that it will be 
the same sign in each region defined by these points and so all we need to know is the value of 
the polynomial as a single point in each region. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

21 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

[Show Step Two] 
Here is a number line giving the value/sign of the polynomial at a test point in each of the region 
defined by these three points.  To make it a little easier to read the number line let’s define the 
polynomial under the radical to be, 
 

 

( )

(

)

3

2

2

8

8

0

R t

t

t

t

t t

t

= − − =

− − >

 

 
Now, here is the number line, 

 

 
Step 3 Hint : Now all we need to do is write down the values of x where the polynomial under the 
root will be positive (recall we need to avoid division by zero) and we’ll have the domain. 
[Show Step Three] 
The domain will then be all the points where the polynomial under the root is positive, but not 
zero as we also need to avoid division by zero, and so the domain is, 
 

 

1

33

1

33

Domain  : 

0,

2

2

t

t

+

< <

< < ∞

 

 

 
 

29. Find the domain of 

( )

1

6

f z

z

z

=

− +

+

.    

 
Hint Step 1 : The domain of this function will be the set of all values of z that will work in both 
terms of this function. 
[Show Step 1] 
The domain of this function will be the set of all z’s that we can plug into both terms in this 
function and get a real number back as a value.  This means that we first need to determine the 
domain of each of the two terms. 
 
For the first term we need to require, 

 

1 0

1

z

z

− ≥

≥  

 
For the second term we need to require, 

 

6

0

6

z

z

+ ≥

≥ −  

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

22 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Hint Step 2 : What values of z are in both of these? 
[Show Step 2] 
Now, we just need the set of z’s that are in both conditions above.  In this case notice that all the z 

that satisfy 

1

z

 will also satisfy 

6

z

≥ −

.  The reverse is not true however.  Any z that is in the 

range 

6

1

z

− ≤ <

 will satisfy 

6

z

 but will not satisfy 

1

z

 
So, in this case, the domain is in fact just the first condition above or, 
 

 

Domain  : 

1

z

≥  

 

 
 

30. Find the domain of 

( )

1

2

9

2

h y

y

y

=

+ −

.    

 
Hint Step 1 : The domain of this function will be the set of all values of y that will work in both 
terms of this function. 
[Show Step 1] 
The domain of this function will be the set of all y’s that we can plug into both terms in this 
function and get a real number back as a value.  This means that we first need to determine the 
domain of each of the two terms. 
 
For the first term we need to require, 

 

9

2

9

0

2

y

y

+ ≥

≥ −

 

 
For the second term we need to require, 

 

2

0

2

y

y

− >

<

 

 
Note that we need the second condition to be strictly positive to avoid division by zero as well. 
 
Hint Step 2 : What values of y are in both of these? 
[Show Step 2] 
Now, we just need the set of y’s that are in both conditions above.  In this case we need all the y’s 

that will be greater than or equal to 

9
2

 AND less than 2.  The domain is then, 

 

 

9

Domain  : 

2

2

y

− ≤ <

 

 

 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

23 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

31. Find the domain of 

( )

2

4

36

9

A x

x

x

=

.    

 
Hint Step 1 : The domain of this function will be the set of all values of x that will work in both 
terms of this function. 
[Show Step 1] 
The domain of this function will be the set of all x’s that we can plug into both terms in this 
function and get a real number back as a value.  This means that we first need to determine the 
domain of each of the two terms. 
 
For the first term we need to require, 

 

9

0

9

x

x

− ≠

≠  

 
For the second term we need to require, 

 

2

2

36

0

36

6 &

6

x

x

x

x

≤ −

≥  

 
Hint Step 2 : What values of x are in both of these? 
[Show Step 2] 
Now, we just need the set of x’s that are in both conditions above.  In this case the second 
condition gives us most of the domain as it is the most restrictive.  The first term is okay as long 

as we avoid 

9

x

=

 and because this point will in fact satisfy the second condition we’ll need to 

make sure and exclude it. The domain is then, 
 

 

Domain  : 

6 &

6,

9

x

x

x

≤ −

 

 

 
 

32. Find the domain of 

( )

2

3

1

1

Q y

y

y

=

+ −

.    

 
[Solution] 
The domain of this function will be the set of y’s that will work in both terms of this function.  
So, we need the domain of each of the terms. 
 
For the first term let’s note that, 

 

2

1 1

y

+ ≥

 

and so will always be positive.  The domain of the first term is then all real numbers. 
 
For the second term we need to notice that we’re dealing with the cube root in this case and we 
can plug all real numbers into a cube root and so the domain of this term is again all real 
numbers. 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

24 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

So, the domain of both terms is all real numbers and so the domain of the function as a whole 
must also be all real numbers or, 
 

 

Domain  : 

y

− ∞ < < ∞

 

 

 
 

33. Compute 

(

)( )

f

g

x

 and 

(

)( )

g

f

x

 for 

( )

4

1

f x

x

=

,  

( )

6 7

g x

x

=

+

.    

 
[Solution] 
Not much to do here other than to compute each of these. 
 

 

(

)( )

( )

(

)( )

( )

[

]

(

)

6 7

4 6 7

1

4

1

6 7 4

1

28

1

f

g

x

f g x

f

x

x

g

f

x

g f x

g

x

x

x

=

=

+

=

+

=

=

− =

+

− =

 

 

 
 

34. Compute 

(

)( )

f

g

x

 and 

(

)( )

g

f

x

 for 

( )

5

2

f x

x

=

+

,  

( )

2

14

g x

x

x

=

.    

 
[Solution] 
Not much to do here other than to compute each of these. 
 

 

(

)( )

( )

(

)

(

)( )

( )

[

]

(

)

(

)

2

2

2

2

2

14

5

14

2

5

70

2

5

2

5

2

14 5

2

25

50

24

f

g

x

f g x

f x

x

x

x

x

x

g

f

x

g f x

g

x

x

x

x

x

=

=

=

+ =

+

=

=

+

=

+

+

=

 

 

 
 

35. Compute 

(

)( )

f

g

x

 and 

(

)( )

g

f

x

 for 

( )

2

2

1

f x

x

x

=

+

,  

( )

2

8 3

g x

x

= −

.    

 
[Solution] 
Not much to do here other than to compute each of these. 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

25 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

(

)( )

( )

(

) (

)

(

)( )

( )

(

)

2

2

2

2

4

2

2

2

2

4

3

2

8 3

8 3

2 8 3

1 9

42

49

2

1

8 3

2

1

3

12

18

12

5

f

g

x

f g x

f

x

x

x

x

x

g

f

x

g f x

g x

x

x

x

x

x

x

x

=

=

= −

+ =

+

=

=

+

= −

+

= −

+

+

+

 

 

 
 

36. Compute 

(

)( )

f

g

x

 and 

(

)( )

g

f

x

 for 

( )

2

3

f x

x

=

+

,  

( )

2

5

g x

x

=

+

.    

 
[Solution] 
Not much to do here other than to compute each of these. 
 

 

(

)( )

( )

(

)

(

)( )

( )

(

)

2

2

2

2

2

2

2

4

2

5

5

3

8

3

5

3

6

14

f

g

x

f g x

f

x

x

x

g

f

x

g f x

g x

x

x

x

=

=

=

+

+ = +

=

=

+

=

+

+

=

+

+

 

 

 
 
 
 

 

Review : Inverse Functions 

 

1.  Find the inverse for 

( )

6

15

f x

x

=

+

.  Verify your inverse by computing one or both of the 

composition as discussed in this section.    
 

Hint : Remember the process described in this section.  Replace the 

( )

f x

, interchange the x’s 

and y’s, solve for y and the finally replace the y with 

( )

1

f

x

 
Step 1 

 

6

15

y

x

=

+

 

 
Step 2 

 

6

15

x

y

=

+

 

 
Step 3 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

26 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

(

)

( )

(

)

1

15

6

1

1

15

15

6

6

x

y

y

x

f

x

x

=

=

=

 

 

Finally, compute either 

(

)

( )

1

f

f

x

 or 

(

)

( )

1

f

f

x

 to verify our work. 

 
Step 4 

Either composition can be done so let’s do 

(

)

( )

1

f

f

x

 in this case. 

 

(

)

( )

( )

(

)

1

1

1

6

15

15

6

15 15

f

f

x

f

f

x

x

x

x

= 

=

+

= − +
=

 

 
So, we got x out of the composition and so we know we’ve done our work correctly. 
 

 
 

2.  Find the inverse for 

( )

3 29

h x

x

= −

.  Verify your inverse by computing one or both of the 

composition as discussed in this section.    
 

Hint : Remember the process described in this section.  Replace the 

( )

h x

, interchange the x’s 

and y’s, solve for y and the finally replace the y with 

( )

1

h

x

 
Step 1 

 

3 29

y

x

= −

 

 
Step 2 

 

3 29

x

y

= −

 

 
Step 3 

 

(

)

( )

(

)

1

3

29

1

1

3

3

29

29

x

y

y

x

h

x

x

− = −

= −

=

 

Notice that we multiplied the minus sign into the parenthesis.  We did this in order to avoid 
potentially losing the minus sign if it had stayed out in front.  This does not need to be done in 
order to get the inverse. 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

27 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Finally, compute either 

(

)

( )

1

h h

x

 or 

(

)

( )

1

h

h

x

 to verify our work. 

 
Step 4 

Either composition can be done so let’s do 

(

)

( )

1

h h

x

 in this case. 

 

(

)

( )

( )

(

)

(

)

1

1

1

3 29

3

29

3

3

h h

x

h h

x

x

x

x

= 

= −

= − −
=

 

 
So, we got x out of the composition and so we know we’ve done our work correctly. 
 

 

3.  Find the inverse for 

( )

3

6

R x

x

=

+

.  Verify your inverse by computing one or both of the 

composition as discussed in this section.    
 

Hint : Remember the process described in this section.  Replace the 

( )

R x

, interchange the x’s 

and y’s, solve for y and the finally replace the y with 

( )

1

R

x

 
Step 1 

 

3

6

y

x

=

+

 

 
Step 2 

 

3

6

x

y

=

+  

 
Step 3 

 

( )

3

1

3

3

6

6

6

x

y

y

x

R

x

x

− =

=

=

 

 

Finally, compute either 

(

)

( )

1

R R

x

 or 

(

)

( )

1

R

R

x

 to verify our work. 

 
Step 4 

Either composition can be done so let’s do 

(

)

( )

1

R

R

x

 in this case. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

28 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

(

)

( )

( )

(

)

1

1

3

3

3

3

6

6

R

R

x

R

R x

x

x

x

=

=

+ −

=
=

 

 
So, we got x out of the composition and so we know we’ve done our work correctly. 
 

 

4.  Find the inverse for 

( )

(

)

5

4

3

21

g x

x

=

+

.  Verify your inverse by computing one or both of 

the composition as discussed in this section.    
 

Hint : Remember the process described in this section.  Replace the 

( )

g x

, interchange the x’s 

and y’s, solve for y and the finally replace the y with 

( )

1

g

x

 
Step 1 

 

(

)

5

4

3

21

y

x

=

+

 

 
Step 2 

 

(

)

5

4

3

21

x

y

=

+

 

 
Step 3 

 

(

)

(

) (

)

(

)

(

)

( )

(

)

5

5

5

1

5

5

21

4

3

1

21

3

4

1

21

3

4

1

1

3

21

3

21

4

4

x

y

x

y

x

y

y

x

g

x

x

=

=

= −

= +

= +

 

 

Finally, compute either 

(

)

( )

1

g g

x

 or 

(

)

( )

1

g

g

x

 to verify our work. 

 
Step 4 

Either composition can be done so let’s do 

(

)

( )

1

g g

x

 in this case. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

29 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

(

)

( )

( )

(

)

(

)

(

)

(

)

1

1

5

5

5

5

1

4

3

21

3

21

4

1

4

21

21

4

1

4

21

21

4

21

21

g g

x

g g

x

x

x

x

x

x

= 

=

+

+

=

+

=

+

=

+

=

 

 
So, we got x out of the composition and so we know we’ve done our work correctly. 
 

 

5.  Find the inverse for 

( )

5

9 11

W x

x

=

.  Verify your inverse by computing one or both of the 

composition as discussed in this section.    
 

Hint : Remember the process described in this section.  Replace the 

( )

W x

, interchange the x’s 

and y’s, solve for y and the finally replace the y with 

( )

1

W

x

 
Step 1 

 

5

9 11

y

x

=

 

 
Step 2 

 

5

9 11

x

y

=

 

 
Step 3 

 

(

)

( )

(

)

5

5

5

5

1

5

9 11

9 11

9

11

1

1

9

9

11

11

x

y

x

y

x

y

y

x

W

x

x

=

= −

− = −

= −

=

 

Notice that we multiplied the minus sign into the parenthesis.  We did this in order to avoid 
potentially losing the minus sign if it had stayed out in front.  This does not need to be done in 
order to get the inverse. 
 

Finally, compute either 

(

)

( )

1

W W

x

 or 

(

)

( )

1

W

W

x

 to verify our work. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

30 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Step 4 

Either composition can be done so let’s do 

(

)

( )

1

W

W

x

 in this case. 

 

(

)

( )

( )

(

)

[

]

(

)

( )

1

1

5

5

1

9

9 11

11

1

9

9 11

11

1

11

11

W

W

x

W

W x

x

x

x

x

=

=

=

− −

=

=

 

 
So, we got x out of the composition and so we know we’ve done our work correctly. 
 

 

6.  Find the inverse for 

( )

7

5

8

f x

x

=

+

.  Verify your inverse by computing one or both of the 

composition as discussed in this section.    
 

Hint : Remember the process described in this section.  Replace the 

( )

f x

, interchange the x’s 

and y’s, solve for y and the finally replace the y with 

( )

1

f

x

 
Step 1 

 

7

5

8

y

x

=

+

 

 
Step 2 

 

7

5

8

x

y

=

+  

 
Step 3 

 

(

)

( )

(

)

7

7

7

7

1

7

5

8

5

8

8

5

1

1

8

8

5

5

x

y

x

y

x

y

y

x

f

x

x

=

+

=

+

− =

=

=

 

 

Finally, compute either 

(

)

( )

1

f

f

x

 or 

(

)

( )

1

f

f

x

 to verify our work. 

 
Step 4 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

31 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Either composition can be done so let’s do 

(

)

( )

1

f

f

x

 in this case. 

 

(

)

( )

( )

(

)

1

1

7

7

7

7

7

7

1

5

8

8

5

8

8

f

f

x

f

f

x

x

x

x

x

= 

=

+

=

− +

=
=

 

 
So, we got x out of the composition and so we know we’ve done our work correctly. 
 

 

7.  Find the inverse for 

( )

1 9

4

x

h x

x

+

=

.  Verify your inverse by computing one or both of the 

composition as discussed in this section.    
 

Hint : Remember the process described in this section.  Replace the 

( )

h x

, interchange the x’s 

and y’s, solve for y and the finally replace the y with 

( )

1

h

x

 
Step 1 

 

1 9

4

x

y

x

+

=

 

 
Step 2 

 

1 9

4

y

x

y

+

=

 

 
Step 3 

 

(

)

(

)

( )

1

1 9

4

4

1 9

4

1 9

4

1 9

4

1

9

4

1

4

1

9

9

y

x

y

x

y

y

x

xy

y

x

y

xy

x

x y

x

x

y

h

x

x

x

+

=

= +

= +

− =

+

− =

+

=

=

+

+

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

32 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Note that the Algebra in these kinds of problems can often be fairly messy, but don’t let that 
make you decide that you can’t do these problems.  Messy Algebra will be a fairly common 
occurrence in a Calculus class so you’ll need to get used to it! 
 

Finally, compute either 

(

)

( )

1

h h

x

 or 

(

)

( )

1

h

h

x

 to verify our work. 

 
Step 4 

Either composition can be done so let’s do 

(

)

( )

1

h

h

x

 in this case.  As with the previous step, 

the Algebra here is going to be messy and in fact will probably be messier. 

 

(

)

( )

( )

(

) (

)

(

)

1

1

1 9

4

1

4

4

1 9

4

9

4

4 1 9

4

9 4

1 9

4 36

4

36 9

1 9

37

37

h

h

x

h

h x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

=

+

 −

=

+

+ 

+

− −

=

+ +

+

− +

=

+ +

=

=

 

In order to do the simplification we multiplied the numerator and denominator of the initial 

fraction by 

4

x

 in order to clear out some of the denominators.  This in turn allowed a fair 

amount of simplification. 
 
So, we got x out of the composition and so we know we’ve done our work correctly. 
 

 

8.  Find the inverse for 

( )

6 10

8

7

x

f x

x

=

+

.  Verify your inverse by computing one or both of the 

composition as discussed in this section.    
 

Hint : Remember the process described in this section.  Replace the 

( )

f x

, interchange the x’s 

and y’s, solve for y and the finally replace the y with 

( )

1

f

x

 
Step 1 

 

6 10

8

7

x

y

x

=

+

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

33 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Step 2 

 

6 10

8

7

y

x

y

=

+

 

 
Step 3 

 

(

)

(

)

( )

1

6 10

8

7

8

7

6 10

8

7

6 10

8

10

6 7

8

10

6 7

6 7

6 7

8

10

8

10

y

x

y

x

y

y

xy

x

y

xy

y

x

x

y

x

x

x

y

f

x

x

x

=

+

+

= −

+

= −

+

= −

+

= −

=

=

+

+

 

Note that the Algebra in these kinds of problems can often be fairly messy, but don’t let that 
make you decide that you can’t do these problems.  Messy Algebra will be a fairly common 
occurrence in a Calculus class so you’ll need to get used to it! 
 

Finally, compute either 

(

)

( )

1

f

f

x

 or 

(

)

( )

1

f

f

x

 to verify our work. 

 
Step 4 

Either composition can be done so let’s do 

(

)

( )

1

f

f

x

 in this case.  As with the previous step, 

the Algebra here is going to be messy and in fact will probably be messier. 

 

(

)

( )

( )

(

)

(

)

(

) (

)

1

1

6 7

6 10

8

10

8

10

6 7

8

10

8

7

8

10

6 8

10

10 6 7

8 6 7

7 8

10

48

60 60 70

48 56

56

70

118

118

f

f

x

f

f

x

x

x

x
x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

= 

− 

+

+

=

+

 +

+

+

=

+

+

+

+

=

+

+

=

=

 

 
So, we got x out of the composition and so we know we’ve done our work correctly. 
 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

34 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
 

 

Review : Trig Functions 

 

1.  Determine the exact value of 

5

cos

6

π

 without using a calculator.  

 
Hint 1 : Sketch a unit circle and relate the angle to one of the standard angles in the first quadrant. 
 
Step 1 

First we can notice that 

5

6

6

π

π

π

− =

 and so the terminal line for 

5

6

π

 will form an angle of 

6

π

 

with the negative x-axis in the second quadrant and we’ll have the following unit circle for this 
problem. 

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

35 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Hint 2 : Given the obvious symmetry in the unit circle relate the coordinates of the line 

representing 

5

6

π

 to the coordinates of the line representing 

6

π

 and use those to answer the 

question. 
 
Step 2 

The coordinates of the line representing 

5

6

π

 will be the same as the coordinates of the line 

representing 

6

π

 except that the x coordinate will now be negative.  So, our new coordinates will 

then be 

3 1

,

2

2

 and so the answer is, 

 

 

5

3

cos

6

2

π

 = −

 

 

 

2.  Determine the exact value of 

4

sin

3

π

 without using a calculator.  

 
Hint 1 : Sketch a unit circle and relate the angle to one of the standard angles in the first quadrant. 
 
Step 1 

First we can notice that 

4

3

3

π

π

π

− − = −

 and so (remembering that negative angles are rotated 

clockwise) we can see that the terminal line for 

4

3

π

 will form an angle of 

3

π

 with the negative 

x-axis in the second quadrant and we’ll have the following unit circle for this problem. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

36 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 
Hint 2 : Given the obvious symmetry in the unit circle relate the coordinates of the line 

representing 

4

3

π

 to the coordinates of the line representing 

3

π

 and use those to answer the 

question. 
 
Step 2 

The coordinates of the line representing 

4

3

π

 will be the same as the coordinates of the line 

representing 

3

π

 except that the x coordinate will now be negative.  So, our new coordinates will 

then be 

1

3

,

2

2

 and so the answer is, 

 

 

4

3

sin

3

2

π

=

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

37 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 

3.  Determine the exact value of 

7

sin

4

π

 without using a calculator.  

 
Hint 1 : Sketch a unit circle and relate the angle to one of the standard angles in the first quadrant. 
 
Step 1 

First we can notice that 

7

2

4

4

π

π

π

− =

 and so the terminal line for 

7

4

π

 will form an angle of 

4

π

 

with the positive x-axis in the fourth quadrant and we’ll have the following unit circle for this 
problem. 

 

 
Hint 2 : Given the obvious symmetry in the unit circle relate the coordinates of the line 

representing 

7

4

π

 to the coordinates of the line representing 

4

π

 and use those to answer the 

question. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

38 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Step 2 

The coordinates of the line representing 

7

4

π

 will be the same as the coordinates of the line 

representing 

4

π

 except that the y coordinate will now be negative.  So, our new coordinates will 

then be 

2

2

,

2

2

 and so the answer is, 

 

 

7

2

sin

4

2

π

 = −

 

 

 

4.  Determine the exact value of 

2

cos

3

π

 without using a calculator.  

 
Hint 1 : Sketch a unit circle and relate the angle to one of the standard angles in the first quadrant. 
 
Step 1 

First we can notice that 

2

3

3

π

π

π

− + = −

  so (recalling that negative angles rotate clockwise and 

positive angles rotation counter clockwise) the terminal line for 

2

3

π

 will form an angle of 

3

π

 

with the negative x-axis in the third quadrant and we’ll have the following unit circle for this 
problem. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

39 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 
Hint 2 : Given the obvious symmetry in the unit circle relate the coordinates of the line 

representing 

2

3

π

 to the coordinates of the line representing 

3

π

 and use those to answer the 

question. 
 
Step 2 

The line representing 

2

3

π

 is a mirror image of the line representing 

3

π

 and so the coordinates 

for 

2

3

π

 will be the same as the coordinates for 

3

π

 except that both coordinates will now be 

negative.  So, our new coordinates will then be 

1

3

,

2

2

 and so the answer is, 

 

 

2

1

cos

3

2

π

= −

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

40 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 

5.  Determine the exact value of 

3

tan

4

π

 without using a calculator.  

 
Hint 1 : Even though a unit circle only tells us information about sine and cosine it is still useful 
for tangents so sketch a unit circle and relate the angle to one of the standard angles in the first 
quadrant. 
 
Step 1 

First we can notice that 

3

4

4

π

π

π

− =

 and so (remembering that negative angles are rotated 

clockwise) we can see that the terminal line for 

3

4

π

 will form an angle of 

4

π

 with the negative x-

axis in the second quadrant and we’ll have the following unit circle for this problem. 

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

41 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Hint 2 : Given the obvious symmetry in the unit circle relate the coordinates of the line 

representing 

3

4

π

 to the coordinates of the line representing 

4

π

 and and then recall how tangent is 

defined in terms of sine and cosine to answer the question. 
 
Step 2 

The coordinates of the line representing 

3

4

π

 will be the same as the coordinates of the line 

representing 

4

π

 except that the x coordinate will now be negative.  So, our new coordinates will 

then be 

2

2

,

2

2

 and so the answer is, 

 

 

3

sin

2

3

4

2

tan

1

3

4

2

cos

2

4

π

π

π

=

=

= −

 

 

 

6.  Determine the exact value of 

11

sec

6

π

 without using a calculator.  

 
Hint 1 : Even though a unit circle only tells us information about sine and cosine it is still useful 
for secant so sketch a unit circle and relate the angle to one of the standard angles in the first 
quadrant. 
 
Step 1 

First we can notice that 

11

2

6

6

π

π

π

= −

 and so (remembering that negative angles are rotated 

clockwise) we can see that the terminal line for 

11

6

π

 will form an angle of 

6

π

 with the positive 

x-axis in the first quadrant.  In other words 

11

6

π

 and 

6

π

 represent the same angle.  So, we’ll 

have the following unit circle for this problem. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

42 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 
Hint 2 : Given the obvious symmetry here use the definition of secant in terms of cosine to write 
down the solution. 
 
Step 2 

Because the two angles 

11

6

π

 and 

6

π

 have the same coordinates the answer is, 

 

 

11

1

1

2

sec

11

6

3

3

cos

2

6

π

π

=

=

=

 

 

 

7.  Determine the exact value of 

8

cos

3

π

 without using a calculator.  

 
Hint 1 : Sketch a unit circle and relate the angle to one of the standard angles in the first quadrant. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

43 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Step 1 

First we can notice that 

2

8

2

3

3

π

π

π

+

=

 and because 

2

π

 is one complete revolution the angles 

8

3

π

 and 

2

3

π

  are the same angle.  Also, note that 

2

3

3

π

π

π

− =

 and so the terminal line for 

8

3

π

 

will form an angle of 

3

π

 with the negative x-axis in the second quadrant and we’ll have the 

following unit circle for this problem. 

 

 
Hint 2 : Given the obvious symmetry in the unit circle relate the coordinates of the line 

representing 

8

3

π

 to the coordinates of the line representing 

2

3

π

 and use those to answer the 

question. 
 
Step 2 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

44 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

The coordinates of the line representing 

8

3

π

 will be the same as the coordinates of the line 

representing 

3

π

 except that the x coordinate will now be negative.  So, our new coordinates will 

then be 

1

3

,

2

2

 and so the answer is, 

 

 

8

1

cos

3

2

π

 = −

 

 

 

8.  Determine the exact value of 

tan

3

π

 without using a calculator.  

 
Hint 1 : Even though a unit circle only tells us information about sine and cosine it is still useful 
for tangents so sketch a unit circle and relate the angle to one of the standard angles in the first 
quadrant. 
 
Step 1 

To do this problem all we need to notice is that 

3

π

 will form an angle of 

3

π

 with the positive x-

axis in the fourth quadrant and we’ll have the following unit circle for this problem. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

45 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 
Hint 2 : Given the obvious symmetry in the unit circle relate the coordinates of the line 

representing 

3

π

 to the coordinates of the line representing 

3

π

 and use the definition of tangent 

in terms of sine and cosine to answer the question. 
 
Step 2 

The coordinates of the line representing 

3

π

 will be the same as the coordinates of the line 

representing 

3

π

 except that the y coordinate will now be negative.  So, our new coordinates will 

then be 

1

3

,

2

2

 and so the answer is, 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

46 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

sin

3

3

2

tan

3

1

3

cos

2

3

π

π

π

=

=

= −

 

 

 

9.  Determine the exact value of 

15

tan

4

π

 without using a calculator.  

 
Hint 1 : Even though a unit circle only tells us information about sine and cosine it is still useful 
for tangents so sketch a unit circle and relate the angle to one of the standard angles in the first 
quadrant. 
 
Step 1 

First we can notice that 

15

4

4

4

π

π

π

− =

 and also note that 

4

π

 is two complete revolutions so the 

terminal line for 

15

4

π

 and 

4

π

 represent the same angle.  Also note that  

4

π

  will form an 

angle of 

4

π

 with the positive x-axis in the fourth quadrant and we’ll have the following unit circle 

for this problem. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

47 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 
Hint 2 : Given the obvious symmetry in the unit circle relate the coordinates of the line 

representing 

15

4

π

 to the coordinates of the line representing 

4

π

 and the definition of tangent in 

terms of sine and cosine to answer the question. 
 
Step 2 

The coordinates of the line representing 

15

4

π

 will be the same as the coordinates of the line 

representing 

4

π

 except that the y coordinate will now be negative.  So, our new coordinates will 

then be 

2

2

,

2

2

 and so the answer is, 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

48 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

15

sin

2

15

4

2

tan

1

15

4

2

cos

2

4

π

π

π

=

=

= −

 

 

 

10.  Determine the exact value of 

11

sin

3

π

 without using a calculator.  

 
Hint 1 : Sketch a unit circle and relate the angle to one of the standard angles in the first quadrant. 
 
Step 1 

First we can notice that 

11

4

3

3

π

π

π

= −

 and note that 

4

π

 is two complete revolutions (also, 

remembering that negative angles are rotated clockwise) we can see that the terminal line for 

11

3

π

 and 

3

π

 are the same angle and so we’ll have the following unit circle for this problem. 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

49 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Hint 2 : Given the very obvious symmetry here write down the answer to  the question. 
 
Step 2 

Because 

11

3

π

 and 

3

π

 are the same angle the answer is, 

 

 

11

3

sin

3

2

π

=

 

 

 

11.  Determine the exact value of 

29

sec

4

π

 without using a calculator.  

 
Hint 1 : Even though a unit circle only tells us information about sine and cosine it is still useful 
for secant so sketch a unit circle and relate the angle to one of the standard angles in the first 
quadrant. 
 
Step 1 

First we can notice that 

5

25

6

4

4

π

π

π

+

=

 and recalling that 

6

π

 is three complete revolutions we 

can see that 

25

4

π

  and 

5

4

π

 represent the same angle.  Next, note that 

5

4

4

π

π

π

+ =

 and so the 

line representing 

5

4

π

 will form an angle of 

4

π

 with the negative x-axis in the third quadrant and 

we’ll have the following unit circle for this problem. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

50 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 
Hint 2 : Given the obvious symmetry in the unit circle relate the coordinates of the line 

representing 

25

4

π

 to the coordinates of the line representing 

4

π

 and the recall how secant is 

defined in terms of cosine to answer the question. 
 
Step 2 

The line representing 

25

4

π

 is a mirror image of the line representing 

4

π

 and so the coordinates 

for 

25

4

π

 will be the same as the coordinates for 

4

π

 except that both coordinates will now be 

negative.  So, our new coordinates will then be 

2

2

,

2

2

 and so the answer is, 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

51 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

29

1

1

2

sec

2

29

4

2

2

sec

2

4

π

π

 =

=

= −

= −

 

 
 
 

 

Review : Solving Trig Equations 

 

1.  Without using a calculator find all the solutions to 

( )

4 sin 3

2

t

=

.   

 
Hint 1 : Isolate the sine (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the sine (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

( )

1

sin 3

2

t

=

 

 

Hint 2 : Use your knowledge of the unit circle to determine all the angles in the range 

[

]

0, 2

π

 for 

which sine will have this value. 
 
Step 2 
Because we’re dealing with sine in this problem and we know that the y-axis represents sine on a 

unit circle we’re looking for angles that will have a y coordinate of 

1
2

.  This means we’ll have an 

angle in the first quadrant and an angle in the second quadrant (that we can use the angle in the 
first quadrant to find).  Here is a unit circle for this situation. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

52 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 

Clearly the angle in the first quadrant is 

6

π

 and by some basic symmetry we can see that the 

terminal line for the second angle must form an angle of 

6

π

 with the negative x-axis as shown 

above and so it will be : 

5

6

6

π

π

π

− =

 
Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which sine will have this value 
and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.   

 
This then means that we must have, 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

53 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

5

3

2

OR        3

2

0, 1, 2,

6

6

t

n

t

n

n

π

π

π

π

= +

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is divide both sides by 3. 
 

 

2

5

2

OR        

0, 1, 2,

18

3

18

3

n

n

t

t

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 

 

 
 

2.  Without using a calculator find the solution(s) to 

( )

4 sin 3

2

t

=

 that are in 

4

0,

3

π

.   

 
Hint 1 : First, find all the solutions to the equation without regard to the given interval. 
 
Step 1 

Because we found all the solutions to this equation in Problem 1 of this section we’ll just 
list the result here.  For full details on how these solutions were obtained please see the 
solution to Problem 1. 

 
All solutions to the equation are, 

 

2

5

2

OR        

0, 1, 2,

18

3

18

3

n

n

t

t

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Hint 2 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in this interval. 
 
Step 2 
Note that because at least some of the solutions will have a denominator of 18 it will probably be 
convenient to also have the interval written in terms of fractions with denominators of 18.  Doing 
this will make it much easier to identify solutions that fall inside the interval so, 

 

4

24

0,

0,

3

18

π

π

 

=

 

 

 

 
With the interval written in this form, if our potential solutions have a denominator of 18, all we 

need to do is compare numerators.  As long as the numerators are positive and less than 

24

π

 

we’ll know that the solution is in the interval. 
 
Also, in order to quickly determine the solution for particular values of n it will be much easier to 
have both fractions in the solutions have denominators of 18.  So the solutions, written in this 
form, are. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

54 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

12

5

12

OR        

0, 1, 2,

18

18

18

18

n

n

t

t

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Now let’s find all the solutions.  First notice that, in this case, if we plug in negative values of n 
we will get negative solutions and these will not be in the interval and so there is no reason to 

even try these.  So, let’s start at 

0

n

=

 and see what we get. 

 

 

5

0 :

OR

18

18

13

17

1:

OR

18

18

25

2 :

18

n

t

t

n

t

t

n

t

π

π

π

π

π

=

=

=

=

=

=

=

=

24

29

OR

18

18

t

π

π

>

=

24

18

π

>

 

 

Note that we didn’t really need to plug in 

2

n

=

 above to see that they would not work.  With 

each increase in n we were really just adding another 

12

18

π

 onto the previous results and by a 

quick inspection we could see that adding 

12

π

 to the numerator of either solution from the 

1

n

=

 

step would result in a numerator that is larger than 

24

π

 and so would result in a solution that is 

outside of the interval.  This is not something that must be noticed in order to work the problem, 
but noticing this would definitely help reduce the amount of actual work. 
 
So, it looks like we have the four solutions to this equation in the given interval. 

5

13

17

,

,

,

18 18

18

18

t

π

π

π

π

=

 

 

 

 
 

3.  Without using a calculator find all the solutions to 

2 cos

2

0

3

x

  + =

 

 

.   

 
Hint 1 : Isolate the cosine (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the cosine (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

2

cos

3

2

x

  = −

 

 

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

55 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Hint 2 : Use your knowledge of the unit circle to determine all the angles in the range 

[

]

0, 2

π

 for 

which cosine will have this value. 
 
Step 2 
Because we’re dealing with cosine in this problem and we know that the x-axis represents cosine 

on a unit circle we’re looking for angles that will have a x coordinate of 

2

2

.  This means that 

we’ll have angles in the second and third quadrant.   
 
Because of the negative value we can’t just find the corresponding angle in the first quadrant and 
use that to find the second angle.  However, we can still use the angles in the first quadrant to find 
the two angles that we need.  Here is a unit circle for this situation. 

 

 

If we didn’t have the negative value then the angle would be 

4

π

.  Now, based on the symmetry in 

the unit circle, the terminal line for both of the angles will form an angle of  

4

π

 with the negative 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

56 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

x-axis.  The angle in the second quadrant will then be 

3

4

4

π

π

π

− =

 and the angle in the third 

quadrant will be 

5

4

4

π

π

π

+ =

 
Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which cosine will have this 
value and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 
This then means that we must have, 

3

5

2

OR        

2

0, 1, 2,

3

4

3

4

x

x

n

n

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is multiply both sides by 3. 
 

 

9

15

6

OR        

6

0, 1, 2,

4

4

x

n

x

n

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ±   

 

 

 
 

4.  Without using a calculator find the solution(s) to 

2 cos

2

0

3

x

  + =

 

 

 that are in 

[

]

7 , 7

π π

.   

 
Hint 1 : First, find all the solutions to the equation without regard to the given interval. 
 
Step 1 

Because we found all the solutions to this equation in Problem 3 of this section we’ll just 
list the result here.  For full details on how these solutions were obtained please see the 
solution to Problem 3. 

 
All solutions to the equation are, 

 

9

15

6

OR        

6

0, 1, 2,

4

4

x

n

x

n

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Hint 2 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in this interval. 
 
Step 2 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

57 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Note that because at least some of the solutions will have a denominator of 4 it will probably be 
convenient to also have the interval written in terms of fractions with denominators of 4.  Doing 
this will make it much easier to identify solutions that fall inside the interval so, 

 

[

]

28

28

7 , 7

,

4

4

π

π

π π

= −

 

 
With the interval written in this form, if our potential solutions have a denominator of 4, all we 

need to do is compare numerators.  As long as the numerators are between 

28

π

 and 

28

π

 we’ll 

know that the solution is in the interval. 
 
Also, in order to quickly determine the solution for particular values of n it will be much easier to 
have both fractions in the solutions have denominators of 4.  So the solutions, written in this 
form, are. 

 

9

24

15

24

OR        

0, 1, 2,

4

4

4

4

n

n

x

x

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Now let’s find all the solutions.   

 

39

2 :

4

n

x

π

= −

= −

28

33

OR

4

4

x

π

π

< −

= −

28

4

15

9

1:

OR

4

4

9

15

0 :

OR

4

4

33

1:

4

n

x

x

n

x

x

n

x

π

π

π

π

π

π

< −

= −

= −

= −

=

=

=

=

=

28

39

OR

4

4

x

π

π

>

=

28

4

π

>

 

 

Note that we didn’t really need to plug in 

1

n

=

 or 

2

n

= −

 above to see that they would not 

work.  With each increase in n we were really just adding (for positive n) or subtracting (for 

negative n) another 

24

4

π

 from the previous results.  By a quick inspection we could see that 

adding 

24

π

 to the numerator of either solution from the 

1

n

=

 step would result in a numerator 

that is larger than 

28

π

 and so would result in a solution that is outside of the interval.  Likewise, 

for the 

2

n

= −

 case, subtracting 

24

π

 from each of the numerators will result in numerators that 

will be less than 

28

π

 and so will not be in the interval. This is not something that must be 

noticed in order to work the problem, but noticing this would definitely help reduce the amount of 
actual work. 
 
So, it looks like we have the four solutions to this equation in the given interval. 

15

9

9

15

,

,

,

4

4

4

4

x

π

π

π

π

= −

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

58 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 
 

5.  Without using a calculator find the solution(s) to 

( )

4 cos 6

12

z

=

 that are in 

0,

2

π

.   

 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the cosine (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the cosine (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

( )

12

2 3

3

cos 6

4

4

2

z

=

=

=

 

 
Notice that we needed to do a little simplification of the root to get the value into a more 
recognizable form.  This kind of simplification is usually a good thing to do. 
 

Hint 2 : Use your knowledge of the unit circle to determine all the angles in the range 

[

]

0, 2

π

 for 

which cosine will have this value. 
 
Step 2 
Because we’re dealing with cosine in this problem and we know that the x-axis represents cosine 

on a unit circle we’re looking for angles that will have a x coordinate of 

3

2

.  This means we’ll 

have an angle in the first quadrant and an angle in the fourth quadrant (that we can use the angle 
in the first quadrant to find).  Here is a unit circle for this situation.  


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

59 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 

Clearly the angle in the first quadrant is 

6

π

 and by some basic symmetry we can see that the 

terminal line for the second angle must form an angle of 

6

π

 with the positive x-axis as shown 

above and so it will be : 

11

2

6

6

π

π

π

− =

 
Note that you don’t really need a positive angle for the second one.  If you wanted to you could 

just have easily used 

6

π

 for the second angle.  There is nothing wrong with this and you’ll get 

the same solutions in the end.  The reason we chose to go with the positive angle is simply to 
avoid inadvertently losing the minus sign on the second solution at some point in the future.  That 
kind of mistake is easy to make on occasion and by using positive angles here we will not need to 
worry about making it. 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

60 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which cosine will have this 
value and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 
This then means that we must have, 

11

6

2

OR        6

2

0, 1, 2,

6

6

z

n

z

n

n

π

π

π

π

= +

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is divide both sides by 6. 
 

 

11

OR        

0, 1, 2,

36

3

36

3

n

n

z

z

n

π

π

π π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Hint 4 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in the given interval. 
 
Step 4 
Note that because at least some of the solutions will have a denominator of 36 it will probably be 
convenient to also have the interval written in terms of fractions with denominators of 36.  Doing 
this will make it much easier to identify solutions that fall inside the interval so, 

 

18

0,

0,

2

36

π

π

 

=

 

 

 

 
With the interval written in this form, if our potential solutions have a denominator of 36, all we 

need to do is compare numerators.  As long as the numerators are positive and less than 

18

π

 

we’ll know that the solution is in the interval. 
 
Also, in order to quickly determine the solution for particular values of n it will be much easier to 
have both fractions in the solutions have denominators of 36.  So the solutions, written in this 
form, are. 

 

12

11

12

OR        

0, 1, 2,

36

36

36

36

n

n

z

z

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Now let’s find all the solutions.  First notice that, in this case, if we plug in negative values of n 
we will get negative solutions and these will not be in the interval and so there is no reason to 

even try these.  So, let’s start at 

0

n

=

 and see what we get. 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

61 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

11

0 :

OR

36

36

13

23

1:

OR

36

36

n

z

z

n

z

z

π

π

π

π

=

=

=

=

=

=

18

36

π

>

 

 
There are a couple of things we should note before proceeding.  First, it is important to 
understand both solutions from a given value of n will not necessarily be in the given interval.  It 
is completely possible, as this problem shows, that we will only get one or the other solution from 
a given value of n to fall in the given interval.  
 

Next notice that with each increase in n we were really just adding another 

12

36

π

 onto the 

previous results and by a quick inspection we could see that adding 

12

π

 to the numerator of the 

first solution from the 

1

n

=

 step would result in a numerator that is larger than 

18

π

 and so 

would result in a solution that is outside of the interval.  Therefore, there was no reason to plug in 

2

n

=

 into the first set of solutions.  Of course, we also didn’t plug 

2

n

=

 into the second set 

because once we’ve gotten out of the interval adding anything else on will remain out of the 
interval.  
 
So, it looks like we have the three solutions to this equation in the given interval. 

11

13

,

,

36

36

36

z

π

π

π

=

 

 

 

 
 

6.  Without using a calculator find the solution(s) to 

3

2 sin

3

0

2

y

 + =

 that are in 

7

, 0

3

π

.   

 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the sine (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the sine (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

3

3

sin

2

2

y

 = −

 

 

Hint 2 : Use your knowledge of the unit circle to determine all the angles in the range 

[

]

0, 2

π

 for 

which cosine will have this value. 
 
Step 2 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

62 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Because we’re dealing with sine in this problem and we know that the y-axis represents sine on a 

unit circle we’re looking for angles that will have a y coordinate of 

3

2

.  This means that we’ll 

have angles in the third and fourth quadrant.   
 
Because of the negative value we can’t just find the corresponding angle in the first quadrant and 
use that to find the second angle.  However, we can still use the angles in the first quadrant to find 
the two angles that we need.  Here is a unit circle for this situation. 
 

 

If we didn’t have the negative value then the angle would be 

3

π

.  Now, based on the symmetry in 

the unit circle, the terminal line for the first angle will form an angle of  

3

π

 with the negative x-

axis and the terminal line for the second angle will form an angle of 

3

π

 with the positive x-axis.  


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

63 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

The angle in the third quadrant will then be 

4

3

3

π

π

π

+ =

 and the angle in the fourth quadrant 

will be 

5

2

3

3

π

π

π

− =

 
Note that you don’t really need a positive angle for the second one.  If you wanted to you could 

just have easily used 

3

π

 for the second angle.  There is nothing wrong with this and you’ll get 

the same solutions in the end.  The reason we chose to go with the positive angle is simply to 
avoid inadvertently losing the minus sign on the second solution at some point in the future.  That 
kind of mistake is easy to make on occasion and by using positive angles here we will not need to 
worry about making it. 
 
Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which sine will have this value 
and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 
This then means that we must have, 

3

4

3

5

2

OR        

2

0, 1, 2,

2

3

2

3

y

y

n

n

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 

Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is multiply both sides by 

2

3

 

8

4

10

4

OR        

0, 1, 2,

9

3

9

3

n

n

y

y

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Hint 4 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in the given interval. 
 
Step 4 
Note that because at least some of the solutions will have a denominator of 9 it will probably be 
convenient to also have the interval written in terms of fractions with denominators of 9.  Doing 
this will make it much easier to identify solutions that fall inside the interval so, 

 

7

21

, 0

, 0

3

9

π

π

 

= −

 

 

 

 
With the interval written in this form, if our potential solutions have a denominator of 9, all we 
need to do is compare numerators.  As long as the numerators are negative and greater than 

21

π

 we’ll know that the solution is in the interval. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

64 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Also, in order to quickly determine the solution for particular values of n it will be much easier to 
have both fractions in the solutions have denominators of 9.  So the solutions, written in this 
form, are. 

 

8

12

10

12

OR        

0, 1, 2,

9

9

9

9

n

n

y

y

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Now let’s find all the solutions.  First notice that, in this case, if we plug in positive values of n or 
zero we will get positive solutions and these will not be in the interval and so there is no reason to 

even try these.  So, let’s start at 

1

n

= −

 and see what we get. 

 

 

4

2

1:

OR

9

9

16

14

2 :

OR

9

9

n

y

y

n

y

y

π

π

π

π

= −

= −

= −

= −

= −

= −

 

 
Notice that with each increase (in the negative sense anyway) in n we were really just subtracting 

another 

12

9

π

 from the previous results and by a quick inspection we could see that subtracting 

12

π

 from either of the numerators from the 

2

n

= −

 solutions the numerators will be less than 

21

π

 and so will be out of the interval.  There is no reason to write down the 

3

n

= −

 solutions 

since we know that they will not be in the given interval. 
 
So, it looks like we have the four solutions to this equation in the given interval. 

16

14

4

2

,

,

,

9

9

9

9

y

π

π

π

π

= −

 

 

 

 
 

7.  Without using a calculator find the solution(s) to 

( )

8 tan 2

5

3

x

− =

 that are in 

3

,

2

2

π π

.   

 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the tangent (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the tangent (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

( )

tan 2

1

x

=  

 

Hint 2 : Determine all the angles in the range 

[

]

0, 2

π

 for which tangent will have this value. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

65 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Step 2 
If tangent has a value of 1 then we know that sine and cosine must be the same.  This means that, 

in the first quadrant, the solution is 

4

π

.  We also know that sine and cosine will be the same in the 

third quadrant and we can use the basic symmetry on our unit circle to determine this value.  Here 
is a unit circle for this situation.  

 

 
By basic symmetry we can see that the line terminal line for the second angle must form an angle 

of 

4

π

 with the negative x-axis as shown above and so it will be : 

5

4

4

π

π

π

+ =

 
Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which tangent will have this 
value and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

66 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
This then means that we must have, 

5

2

2

OR        2

2

0, 1, 2,

4

4

x

n

x

n

n

π

π

π

π

= +

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is divide both sides by 2. 
 

 

5

OR        

0, 1, 2,

8

8

x

n

x

n

n

π

π

π

π

= +

=

+

= ± ± 

 

 
Hint 4 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in the given interval. 
 
Step 4 
Note that because at least some of the solutions will have a denominator of 8 it will probably be 
convenient to also have the interval written in terms of fractions with denominators of 8.  Doing 
this will make it much easier to identify solutions that fall inside the interval so, 

 

3

4

12

,

,

2

2

8

8

π π

π

π

 

= −

 

 

 

 
With the interval written in this form, if our potential solutions have a denominator of 8, all we 

need to do is compare numerators.  As long as the numerators are between 

4

π

 and 

12

π

 we’ll 

know that the solution is in the interval. 
 
Also, in order to quickly determine the solution for particular values of n it will be much easier to 
have both fractions in the solutions have denominators of 8.  So the solutions, written in this 
form, are. 

 

8

5

8

OR        

0, 1, 2,

8

8

8

8

n

n

x

x

n

π

π

π

π

= +

=

+

= ± ± 

 

 
Now let’s find all the solutions. 
 

 

7

1:

8

n

x

π

= −

= −

4

3

OR

8

8

5

0 :

OR

8

8

9

13

1:

OR

8

8

x

n

x

x

n

x

x

π

π

π

π

π

π

< −

= −

=

=

=

=

=

=

12

8

π

>

 

 
There are a couple of things we should note before proceeding.  First, it is important to 
understand both solutions from a given value of n will not necessarily be in the given interval.  It 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

67 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

is completely possible, as this problem shows, that we will only get one or the other solution from 
a given value of n to fall in the given interval.  
 
Next notice that with each increase in n we were really just adding/subtracting (depending upon 

the sign of n) another 

8

8

π

 from the previous results and by a quick inspection we could see that 

adding 

8

π

 to the numerator of the 

1

n

=

 solutions would result in numerators that are larger than 

12

π

 and so would result in solutions that are outside of the interval.  Likewise, subtracting 

8

π

 

from the 

1

n

= −

 solutions would result in numerators that are smaller than 

4

π

 and so would 

result in solutions that are outside the interval.  Therefore, there is no reason to even go past the 
values of n listed here. 
 
So, it looks like we have the four solutions to this equation in the given interval. 

3

5

9

,

,

,

8

8

8

8

x

π π

π

π

= −

 

 

 

 
 

8.  Without using a calculator find the solution(s) to 

( )

16

9 sin 7

4

x

= −

 that are in 

9

2 ,

4

π

π

.   

 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the sine (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the sine (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

( )

20

sin 7

1

9

x

= −

< −

 

 

Okay, at this point we can stop all work.  We know that 

1 sin

1

θ

− ≤

 for any argument and so 

in this case there is no solution.  This will happen on occasion and we shouldn’t get to excited 
about it when it happens. 

 

 

 
 

9.  Without using a calculator find the solution(s) to 

3 tan

5

4

4

t

  + =

 

 

 that are in 

[

]

0, 4

π

.   

 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the tangent (with a coefficient of one) on one side of the equation. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

68 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Step 1 
Isolating the tangent (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

1

tan

4

3

t

  = −

 

 

 

 

Hint 2 : Determine all the angles in the range 

[

]

0, 2

π

 for which tangent will have this value. 

 
Step 2 
To get the first angle here let’s recall the definition of tangent in terms of sine and cosine. 

 

( )

( )

4

4

sin

1

tan

4

cos

3

t

t

t

  =

= −

 

 

 

 
Now, because of the section we’re in, we know that the angle must be one of the “standard” 

angles and from a quick look at a unit circle (shown below) we know that for 

6

π

 we will have, 

 

( )

( )

6

6

1

sin

1

2

cos

3

3

2

π

π

=

=

 

 
So, if we had a positive value on the tangent we’d have the first angle.  We do have a negative 
value however, but this work will allow us to get the two angles we’re after.  Because the value is 
negative this simply means that the sine and cosine must have the same values that they have for 

6

π

 except that one must be positive and the other must be negative.  This means that the angles 

that we’re after must be in the second and fourth quadrants.  Here is a unit circle for this situation.  


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

69 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 
By basic symmetry we can see that the terminal line for the angle in the second quadrant must 

form an angle of 

6

π

 with the negative x-axis and the terminal line in the fourth quadrant must 

form an angle of 

6

π

 with the positive x-axis as shown above.  The angle in the second quadrant 

will then be : 

5

6

6

π

π

π

− =

 while the angle in the fourth quadrant will be 

11

2

6

6

π

π

π

− =

 
Note that you don’t really need a positive angle for the second one.  If you wanted to you could 

just have easily used 

6

π

 for the second angle.  There is nothing wrong with this and you’ll get 

the same solutions in the end.  The reason we chose to go with the positive angle is simply to 
avoid inadvertently losing the minus sign on the second solution at some point in the future.  That 
kind of mistake is easy to make on occasion and by using positive angles here we will not need to 
worry about making it. 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

70 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which tangent will have this 
value and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 
This then means that we must have, 

5

11

2

OR        

2

0, 1, 2,

4

6

4

6

t

t

n

n

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is multiply both sides by 4. 
 

 

10

22

8

OR        

8

0, 1, 2,

3

3

t

n

t

n

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Hint 4 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in the given interval. 
 
Step 4 
Note that because at least some of the solutions will have a denominator of 3 it will probably be 
convenient to also have the interval written in terms of fractions with denominators of 3.  Doing 
this will make it much easier to identify solutions that fall inside the interval so, 

 

[

]

12

0, 4

0,

3

π

π

= 

 

 
With the interval written in this form, if our potential solutions have a denominator of 3, all we 

need to do is compare numerators.  As long as the numerators are positive and less than 

12

π

 

we’ll know that the solution is in the interval. 
 
Also, in order to quickly determine the solution for particular values of n it will be much easier to 
have both fractions in the solutions have denominators of 3.  So the solutions, written in this 
form, are. 

 

10

24

22

24

OR        

0, 1, 2,

3

3

3

3

n

n

t

t

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Now let’s find all the solutions.  First notice that, in this case, if we plug in negative values of n 
we will get negative solutions and these will not be in the interval and so there is no reason to 

even try these.  Next, notice that for any positive n we will be adding 

24

3

π

 onto a positive 

quantity and so are guaranteed to be greater than 

12

3

π

 and so will out of the given interval.  This 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

71 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

leaves 

0

n

=

 and for this one we can notice that the only solution that will fall in the given 

interval is then, 

 

10

3

π

 

 

Before leaving this problem let’s note that on occasion we will only get a single solution out of all 
the possible solutions that will fall in the given interval.  So, don’t get excited about it if this 
should happen. 

 

 

 
 

10.  Without using a calculator find the solution(s) to 

( )

3 csc 9

7

5

z

− = −

 that are in 

4

,

3

9

π π

.   

 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the cosecant (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the cosecant (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

( )

2

csc 9

3

z

=

 

 

Hint 2 : We need to determine all the angles in the range 

[

]

0, 2

π

 for which cosecant will have 

this value.  The best way to do this is to rewrite this equation into one in terms of a different trig 
function that we can more easily deal with. 
 
Step 2 
The best way to do this is to recall the definition of cosecant in terms of sine and rewrite the 
equation in terms sine instead as that will be easier to deal with.  Doing this gives, 

 

( )

( )

( )

1

2

3

csc 9

sin 9

sin 9

2

3

z

z

z

=

=

=

 

 
The solution(s) to the equation with sine in it are the same as the solution(s) to the equation with 
cosecant in it and so let’s work with that instead. 
 
At this point we are now dealing with sine and we know that the y-axis represents sine on a unit 

circle.  So we’re looking for angles that will have a y coordinate of 

3

2

.  This means we’ll have 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

72 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

an angle in the first quadrant and an angle in the second quadrant (that we can use the angle in the 
first quadrant to find).  Here is a unit circle for this situation  

 

 

Clearly the angle in the first quadrant is 

3

π

 and by some basic symmetry we can see that the 

terminal line for the second angle must form an angle of 

3

π

 with the negative x-axis as shown 

above and so it will be : 

2

3

3

π

π

π

− =

 
Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which sine/cosecant will have 
this value and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

73 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

This then means that we must have, 

2

9

2

OR        9

2

0, 1, 2,

3

3

z

n

z

n

n

π

π

π

π

= +

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is divide both sides by 9. 

 

2

2

2

OR        

0, 1, 2,

27

9

27

9

n

n

z

z

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Hint 4 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in the given interval. 
 
Step 4 
Note that because at least some of the solutions will have a denominator of 27 it will probably be 
convenient to also have the interval written in terms of fractions with denominators of 27.  Doing 
this will make it much easier to identify solutions that fall inside the interval so, 

 

4

9

12

,

,

3

9

27

27

π π

π

π

 

= −

 

 

 

 
With the interval written in this form, if our potential solutions have a denominator of 27, all we 

need to do is compare numerators.  As long as the numerators are between 

9

π

 and 

12

π

 we’ll 

know that the solution is in the interval. 
 
Also, in order to quickly determine the solution for particular values of n it will be much easier to 
have both fractions in the solutions have denominators of 27.  So the solutions, written in this 
form, are. 

 

6

2

6

OR        

0, 1, 2,

27

27

27

27

n

n

z

z

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Now let’s find all the solutions.   

 

5

4

1:

OR

27

27

2

0 :

OR

27

27

7

8

1:

OR

27

27

n

z

z

n

z

z

n

z

z

π

π

π

π

π

π

= −

= −

= −

=

=

=

=

=

=

 

 
Notice that with each increase in n we were really just adding/subtracting (depending upon the 

sign of n) another 

6

27

π

 from the previous results and by a quick inspection we could see that 

adding 

6

π

 to the numerator of the 

1

n

=

 solutions would result in numerators that are larger than 

12

π

 and so would result in solutions that are outside of the interval.  Likewise, subtracting 

6

π

 

from the 

1

n

= −

 solutions would result in numerators that are smaller than 

9

π

 and so would 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

74 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

result in solutions that are outside the interval.  Therefore, there is no reason to even go past the 
values of n listed here. 
 
So, it looks like we have the six solutions to this equation in the given interval. 

5

4

2

7

8

,

,

,

,

,

27

27

27

27

27

27

x

π

π π

π

π

π

= −

 

 

 

 
 

11.  Without using a calculator find the solution(s) to 

2

1 14 cos

6

5

x

= −

 that are in 

40

5 ,

3

π

π

.   

 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the cosine (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the cosine (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

2

1

cos

5

2

x

 =

 

 

Hint 2 : Use your knowledge of the unit circle to determine all the angles in the range 

[

]

0, 2

π

 for 

which cosine will have this value. 
 
Step 2 
Because we’re dealing with cosine in this problem and we know that the x-axis represents cosine 

on a unit circle we’re looking for angles that will have a x coordinate of 

1

2

.  This means we’ll 

have an angle in the first quadrant and an angle in the fourth quadrant (that we can use the angle 
in the first quadrant to find).  Here is a unit circle for this situation.  


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

75 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 

Clearly the angle in the first quadrant is 

3

π

 and by some basic symmetry we can see that the 

terminal line for the second angle must form an angle of 

3

π

 with the positive x-axis as shown 

above and so it will be : 

5

2

3

3

π

π

π

− =

 
Note that you don’t really need a positive angle for the second one.  If you wanted to you could 

just have easily used 

3

π

 for the second angle.  There is nothing wrong with this and you’ll get 

the same solutions in the end.  The reason we chose to go with the positive angle is simply to 
avoid inadvertently losing the minus sign on the second solution at some point in the future.  That 
kind of mistake is easy to make on occasion and by using positive angles here we will not need to 
worry about making it. 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

76 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which cosine will have this 
value and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 
This then means that we must have, 

2

2

5

2

OR        

2

0, 1, 2,

5

3

5

3

x

x

n

n

n

π

π

π

π

= +

=

+

= ± ± 

 

 

Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is multiply both sides by 

5

2

 

 

5

25

5

OR        

5

0, 1, 2,

6

6

x

n

x

n

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Hint 4 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in the given interval. 
 
Step 4 
Note that because at least some of the solutions will have a denominator of 6 it will probably be 
convenient to also have the interval written in terms of fractions with denominators of 6.  Doing 
this will make it much easier to identify solutions that fall inside the interval so, 

 

40

30

80

5 ,

,

3

6

6

π

π

π

π

 

=

 

 

 

 
With the interval written in this form, if our potential solutions have a denominator of 6, all we 

need to do is compare numerators.  As long as the numerators are between 

30

π

 and 

80

π

 we’ll 

know that the solution is in the interval. 
 
Also, in order to quickly determine the solution for particular values of n it will be much easier to 
have both fractions in the solutions have denominators of 6.  So the solutions, written in this 
form, are. 

 

5

30

25

30

OR        

0, 1, 2,

6

6

6

6

n

n

x

x

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Now let’s find all the solutions.  First notice that, in this case, if we plug in negative values of n 
we will get negative solutions and these will not be in the interval and so there is no reason to 

even try these.  We can also see from a quick inspection that 

0

n

=

 will result in solutions that 

are not in the interval and so let’s start at 

1

n

=

 and see what we get. 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

77 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

35

55

1:

OR

6

6

65

85

2 :

OR

6

36

n

x

x

n

x

x

π

π

π

π

=

=

=

=

=

=

80

6

π

>

 

 
There are a couple of things we should note before proceeding.  First, it is important to 
understand both solutions from a given value of n will not necessarily be in the given interval.  It 
is completely possible, as this problem shows, that we will only get one or the other solution from 
a given value of n to fall in the given interval.  
 

Next notice that with each increase in n we were really just adding another 

30

6

π

 onto the 

previous results and by a quick inspection we could see that adding 

30

π

 to the numerator of the 

first solution from the 

2

n

=

 step would result in a numerator that is larger than 

80

π

 and so 

would result in a solution that is outside of the interval.  Therefore, there was no reason to plug in 

3

n

=

 into the first set of solutions.  Of course, we also didn’t plug 

3

n

=

 into the second set 

because once we’ve gotten out of the interval adding anything else on will remain out of the 
interval.  
 

Finally, unlike most of the problems in this section 

0

n

=

 did not produce any solutions that were 

in the given interval.  This will happen on occasion so don’t get excited about it when it happens. 
 
So, it looks like we have the three solutions to this equation in the given interval. 

35

55

65

,

,

6

6

6

z

π

π

π

=

 

 

 

 
 

12.  Without using a calculator find the solution(s) to 

15 17

4 cos

7

y

 

=

+

 

 

 that are in 

[

]

10 ,15

π

π

.   
 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the cosine (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the cosine (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

1

cos

7

2

y

  = −

 

 

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

78 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Hint 2 : Use your knowledge of the unit circle to determine all the angles in the range 

[

]

0, 2

π

 for 

which cosine will have this value. 
 
Step 2 
Because we’re dealing with cosine in this problem and we know that the x-axis represents cosine 

on a unit circle we’re looking for angles that will have a x coordinate of 

1

2

.  This means that 

we’ll have angles in the second and third quadrant.   
 
Because of the negative value we can’t just find the corresponding angle in the first quadrant and 
use that to find the second angle.  However, we can still use the angles in the first quadrant to find 
the two angles that we need.  Here is a unit circle for this situation. 
  

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

79 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

If we didn’t have the negative value then the angle would be 

3

π

.  Now, based on the symmetry in 

the unit circle, the terminal line for both of the angles will form an angle of  

3

π

 with the negative 

x-axis.  The angle in the second quadrant will then be 

2

3

3

π

π

π

− =

 and the angle in the third 

quadrant will be 

4

3

3

π

π

π

+ =

 
Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which cosine will have this 
value and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 
This then means that we must have, 

2

4

2

OR        

2

0, 1, 2,

7

3

7

3

y

y

n

n

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is multiply both sides by 7. 

 

14

28

14

OR        

14

0, 1, 2,

3

3

y

n

y

n

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Hint 4 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in the given interval. 
 
Step 4 
Note that because at least some of the solutions will have a denominator of 3 it will probably be 
convenient to also have the interval written in terms of fractions with denominators of 3.  Doing 
this will make it much easier to identify solutions that fall inside the interval so, 

 

30

45

,

3

3

π

π

 

 
With the interval written in this form, if our potential solutions have a denominator of 3, all we 

need to do is compare numerators.  As long as the numerators are between 

30

π

 and 

45

π

 we’ll 

know that the solution is in the interval. 
 
Also, in order to quickly determine the solution for particular values of n it will be much easier to 
have both fractions in the solutions have denominators of 3.  So the solutions, written in this 
form, are. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

80 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

14

42

28

42

OR        

0, 1, 2,

3

3

3

3

n

n

y

y

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Now let’s find all the solutions.  First notice that, in this case, if we plug in negative values of n 
we will get negative solutions and these will not be in the interval and so there is no reason to 

even try these.  We can also see from a quick inspection that 

0

n

=

 will result in solutions that 

are not in the interval and so let’s start at 

1

n

=

 and see what we get. 

 

 

56

1:

3

n

x

π

=

=

45

70

OR

3

3

x

π

π

>

=

45

3

π

>

 

 

So, by plugging in 

1

n

=

 we get solutions that are already outside of the interval and increasing n 

will simply mean adding another 

42

3

π

 onto these and so will remain outside of the given 

interval.  We also noticed earlier than all other value of n will result in solutions outside of the 
given interval. 
 

What all this means is that while there are solutions to the equation none fall inside the 
given interval and so the official answer would then be no solutions in the given 
interval

 

 
 
 
 

 

Review : Solving Trig Equations with Calculators, Part I 

 

1.  Find all the solutions to 

( )

7 cos 4

11 10

x

+ =

.  Use at least 4 decimal places in your work.   

 
Hint 1 : Isolate the cosine (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the cosine (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

( )

1

cos 4

7

x

= −

 

 
Hint 2 : Using a calculator and your knowledge of the unit circle to determine all the angles in the 

range 

[

]

0, 2

π

 for which cosine will have this value. 

 
Step 2 
First, using our calculator we can see that, 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

81 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

1

1

4

cos

1.7141

7

x

=

=

 

 
Now we’re dealing with cosine in this problem and we know that the x-axis represents cosine on 

a unit circle and so we’re looking for angles that will have a x coordinate of 

1

7

.  This means 

that we’ll have angles in the second (this is the one our calculator gave us) and third quadrant.  
Here is a unit circle for this situation. 

 

 
From the symmetry of the unit circle we can see that we can either use –1.7141 or 

2

1.7141

4.5691

π

=

 for the second angle.  Each will give the same set of solutions.  However, 

because it is easy to lose track of minus signs we will use the positive angle for our second 
solution. 
 
Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which cosine will have this 
value and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 
This then means that we must have, 

4

1.7141 2

OR        4

4.5691 2

0, 1, 2,

x

n

x

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is divide both sides by 4. 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

82 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

0.4285

OR        

1.1423

0, 1, 2,

2

2

n

n

x

x

n

π

π

=

+

=

+

= ± ±   

 

Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 

2.  Find the solution(s) to 

6 5 cos

10

3

x

 

+

=

 

 

 that are in 

[

]

0, 38

.  Use at least 4 decimal places in 

your work.   
 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the cosine (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the cosine (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

4

cos

3

5

x

  =

 

 

 

 
Hint 2 : Using a calculator and your knowledge of the unit circle to determine all the angles in the 

range 

[

]

0, 2

π

 for which cosine will have this value. 

 
Step 2 
First, using our calculator we can see that, 

 

1

4

cos

0.6435

3

5

x

 

=

=

 

 

 

 
Now we’re dealing with cosine in this problem and we know that the x-axis represents cosine on 

a unit circle and so we’re looking for angles that will have a x coordinate of 

4

5

.  This means that 

we’ll have angles in the first (this is the one our calculator gave us) and fourth quadrant.  Here is 
a unit circle for this situation. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

83 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 
From the symmetry of the unit circle we can see that we can either use –0.6435 or 

2

0.6435

5.6397

π

=

 for the second angle.  Each will give the same set of solutions.  However, 

because it is easy to lose track of minus signs we will use the positive angle for our second 
solution. 
 
Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which cosine will have this 
value and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 
This then means that we must have, 

0.6435 2

OR        

5.6397

2

0, 1, 2,

3

3

x

x

n

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is multiply both sides by 3 and 
we’ll convert everything to decimals to help with the final step. 
 

 

1.9305 6

OR      

16.9191 6

0, 1, 2,

1.9305 18.8496

OR       

16.9191 18.8496

0, 1, 2,

x

n

x

n

n

n

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ±

=

+

=

+

= ± ±

 

 
Hint 4 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in the given interval. 
 
Step 4 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

84 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Now let’s find all the solutions.  First notice that, in this case, if we plug in negative values of n 
we will get negative solutions and these will not be in the interval and so there is no reason to 

even try these.  So, let’s start at 

0

n

=

 and see what we get. 

 

 

0 :

1.9305

OR

16.9191

1:

20.7801

OR

35.7687

n

x

x

n

x

x

=

=

=

=

=

=

 

 
Notice that with each increase in n we were really just adding another 18.8496 onto the previous 

results and by doing this to the results from the 

1

n

=

 step we will get solutions that are outside 

of the interval and so there is no reason to even plug in 

2

n

=

 
So, it looks like we have the four solutions to this equation in the given interval. 

1.9305, 16.9191, 20.7801, 35.7687

x

=

 

 

Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 

3.  Find all the solutions to 

3

6 11sin

8

t

 

= −

 

 

.  Use at least 4 decimal places in your work.   

 
Hint 1 : Isolate the sine (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the sine (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

3

sin

8

11

t

  =

 

 

 

 
Hint 2 : Using a calculator and your knowledge of the unit circle to determine all the angles in the 

range 

[

]

0, 2

π

 for which sine will have this value. 

 
Step 2 
First, using our calculator we can see that, 

 

1

3

sin

0.2762

8

11

t

 

=

=

 

 

 

 
Now we’re dealing with sine in this problem and we know that the y-axis represents sine on a unit 

circle and so we’re looking for angles that will have a y coordinate of 

3

11

.  This means that we’ll 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

85 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

have angles in the first (this is the one our calculator gave us) and second quadrant.  Here is a unit 
circle for this situation. 

 

 

From the symmetry of the unit circle we can see that 

0.2762

2.8654

π

=

 is the second angle. 

 
Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which sine will have this value 
and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 
This then means that we must have, 

0.2762 2

OR        

2.8654 2

0, 1, 2,

8

8

t

t

n

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is multiply both sides by 8. 

 

2.2096 16

OR        

22.9232 16

0, 1, 2,

t

n

t

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 

Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

86 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

4.  Find the solution(s) to 

( )

13

3

4 sin 6

10

10

z

+

= −

 that are in 

[ ]

0, 2

.  Use at least 4 decimal places 

in your work.   
 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the sine (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the sine (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

( )

2

sin 6

5

z

= −

 

 
Hint 2 : Using a calculator and your knowledge of the unit circle to determine all the angles in the 

range 

[

]

0, 2

π

 for which sine will have this value. 

 
Step 2 
First, using our calculator we can see that, 

 

1

2

6

sin

0.4115

5

z

=

= −

 

 
Now we’re dealing with sine in this problem and we know that the y-axis represents sine on a unit 

circle and so we’re looking for angles that will have a y coordinate of 

2

5

.  This means that we’ll 

have angles in the fourth (this is the one our calculator gave us) and third quadrant.  Here is a unit 
circle for this situation. 

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

87 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

From the symmetry of the unit circle we can see that the second angle will make an angle of 

0.4115 with the negative x-axis and so the second angle will be 

0.4115

3.5531

π

+

=

.  Also, as 

noted on the unit circle above a positive angle that represents the first angle (i.e. the angle in the 

fourth quadrant) is 

2

0.4115

5.8717

π

=

.  We can use either the positive or the negative angle 

here and we’ll get the same solutions.  However, because it is often easy to lose track of minus 
signs we will be using the positive angle in the fourth quadrant for our work here. 
 
Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which sine will have this value 
and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 
This then means that we must have, 

6

3.5531 2

OR        6

5.8717

2

0, 1, 2,

z

n

z

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is divide both sides by 6 and 
we’ll convert everything to decimals to help with the final step. 
 

 

0.5922

OR      

0.9786

0, 1, 2,

3

3

0.5922 1.0472

OR       

0.9786 1.0472

0, 1, 2,

n

n

z

z

n

n

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ±

=

+

=

+

= ± ±

 

 
Hint 4 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in the given interval. 
 
Step 4 
Now let’s find all the solutions.  First notice that, in this case, if we plug in negative values of n 
we will get negative solutions and these will not be in the interval and so there is no reason to 

even try these.  So, let’s start at 

0

n

=

 and see what we get. 

 

 

0 :

0.5922

OR

0.9786

1:

1.6394

OR

2.0258

n

z

z

n

z

z

=

=

=

=

=

=

2

>

 

 
Notice that with each increase in n we were really just adding another 1.0472 onto the previous 

results and by doing this to the results from the 

1

n

=

 step we will get solutions that are outside 

of the interval and so there is no reason to even plug in 

2

n

=

.  Also, as we’ve seen in this 

problem it is completely possible for only one of the solutions from a given interval to be in the 
given interval so don’t worry about that when it happens. 
 
So, it looks like we have the three solutions to this equation in the given interval. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

88 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

0.5922, 0.9786, 1.6394

z

=

 

 

Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 

5.  Find the solution(s) to 

4

4

9 cos

21sin

0

9

9

z

z

+

=

 that are in 

[

]

10,10

.  Use at least 4 

decimal places in your work.   
 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to reduce the equation down to a single trig function (with a coefficient of one) 
on one side of the equation. 
 
Step 1 
Because we’ve got both a sine and a cosine here it makes some sense to reduce this down to 
tangent.  So, reducing to a tangent (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

4

3

tan

9

7

z

 = −

 

 
Hint 2 : Using a calculator and your knowledge of solving trig equations involving tangents to 

determine all the angles in the range 

[

]

0, 2

π

 for which tangent will have this value. 

 
Step 2 
First, using our calculator we can see that, 

 

1

4

3

tan

0.4049

9

7

z

=

= −

 

 
As we discussed in Example 5 of this section the second angle for equations involving tangent 

will always be the 

π

 plus the first angle.  Therefore, 

(

)

0.4049

2.7367

π

+ −

=

 will be the 

second angle. 
 
Also, because it is very easy to lose track of minus signs we’ll use the fact that we know that any 

angle plus 

2

π

 will give another angle whose terminal line is identical to the original angle to 

eliminate the minus sign on the first angle.  So, another angle that will work for the first angle is 

(

)

2

0.4049

5.8783

π

+ −

=

.  Note that there is nothing wrong with using the negative angle and if 

you chose to work with that you will get the same solutions.  We are using the positive angle only 
to make sure we don’t accidentally lose the minus sign on the angle we received from our 
calculator. 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

89 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which tangent will have this 
value and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 
This then means that we must have, 

4

4

2.7367

2

OR        

5.8783 2

0, 1, 2,

9

9

z

z

n

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 

Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is multiply both sides by 

9

4

 and 

we’ll convert everything to decimals to help with the final step. 
 

 

9

9

6.1576

OR      

13.2262

0, 1, 2,

2

2

6.1576 14.1372

OR       

13.2262 14.1372

0, 1, 2,

n

n

z

z

n

n

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ±

=

+

=

+

= ± ±

 

 
Hint 4 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in the given interval. 
 
Step 4 
Now let’s find all the solutions.   
 

 

1:

7.9796

OR

0.9110

0 :

6.1576

OR

13.2262

n

z

z

n

z

z

= −

= −

= −

=

=

=

10

>

 

 
Notice that with each increase in n we were really just adding/subtracting (depending on the sign 
of n) another 14.1372 onto the previous results.  A quick inspection of the results above will 
quickly show us that we don’t need to go any farther and we won’t bother with any other values 
of n.  Also, as we’ve seen in this problem it is completely possible for only one of the solutions 
from a given interval to be in the given interval so don’t worry about that when it happens. 
 
So, it looks like we have the three solutions to this equation in the given interval. 

7.9796,

0.9110, 6.1576

z

= −

 

 

Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

90 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

6.  Find the solution(s) to 

3 tan

1 11 2 tan

4

4

w

w

 

 

− = −

 

 

 

 

 that are in 

[

]

50, 0

.  Use at least 4 

decimal places in your work.   
 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the tangent (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the tangent (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

12

tan

4

5

w

  =

 

 

 

 
Hint 2 : Using a calculator and your knowledge of solving trig equations involving tangents to 

determine all the angles in the range 

[

]

0, 2

π

 for which tangent will have this value. 

 
Step 2 
First, using our calculator we can see that, 

 

1

12

tan

1.1760

4

5

w

=

=

 

 
As we discussed in Example 5 of this section the second angle for equations involving tangent 

will always be the 

π

 plus the first angle.  Therefore, 

1.1760

4.3176

π

+

=

 will be the second 

angle. 
 
Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which tangent will have this 
value and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 
This then means that we must have, 

1.1760 2

OR        

4.3176 2

0, 1, 2,

4

4

w

w

n

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is multiply both sides by 4 and 
we’ll convert everything to decimals to help with the final step. 
 

 

4.7040 8

OR      

17.2704 8

0, 1, 2,

4.7040 25.1327

OR       

17.2704 25.1327

0, 1, 2,

w

n

w

n

n

n

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ±

=

+

=

+

= ± ±

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

91 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Hint 4 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in the given interval. 
 
Step 4 

Now let’s find all the solutions.  First, notice that if we plug in positive n or 

0

n

=

 we will have 

positive solutions and these solutions will be out of the interval.  Therefore, we’ll start with 

1

n

= −

 

 

1:

20.4287

OR

7.8623

2 :

45.5614

OR

32.9950

n

w

w

n

w

w

= −

= −

= −

= −

= −

= −

 

 
Notice that with each increase in n we were really just subtracting another 25.1327 from the 
previous results.  A quick inspection of the results above will quickly show us that we don’t need 
to go any farther and we won’t bother with any other values of n.   
 
So, it looks like we have the four solutions to this equation in the given interval. 

45.5614,

32.9950,

20.4287,

7.8623

w

= −

 

 

Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 

7.  Find the solution(s) to 

17 3sec

2

2

z

 

=

 

 

 that are in 

[

]

20, 45

.  Use at least 4 decimal places 

in your work.   
 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the secant (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the secant (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

sec

5

2

z

  =

 

 

 

 
Hint 2 : Using a calculator and your knowledge of the unit circle to determine all the angles in the 

range 

[

]

0, 2

π

 for which secant will have this value.  The best way to do this is to rewrite the 

equation into one in terms of a different trig function that we can more easily deal with. 
 
Step 2 
In order to get the solutions it will be much easier to recall the definition of secant in terms of 
cosine and rewrite the equation into one involving cosine.  Doing this gives, 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

92 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

1

1

sec

5

cos

2

2

5

cos

2

z

z

z

 

 

=

=

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 
The solution(s) to the equation involving the cosine are the same as the solution(s) to the equation 
involving the secant and so working with that will be easier.  Using our calculator we can see 
that, 

 

1

1

cos

1.3694

2

5

z

 

=

=

 

 

 

 
Now we’re dealing with cosine in this problem and we know that the x-axis represents cosine on 

a unit circle and so we’re looking for angles that will have a x coordinate of 

1

5

.  This means that 

we’ll have angles in the first (this is the one our calculator gave us) and fourth quadrant.  Here is 
a unit circle for this situation. 

 

 
From the symmetry of the unit circle we can see that we can either use –1.3694 or 

2

1.3694

4.9138

π

=

 for the second angle.  Each will give the same set of solutions.  However, 

because it is easy to lose track of minus signs we will use the positive angle for our second 
solution. 
 
Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which cosine/secant will have 
this value and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

93 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 
This then means that we must have, 

1.3694 2

OR        

4.9138 2

0, 1, 2,

2

2

z

z

n

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is multiply both sides by 2 and 
we’ll convert everything to decimals to help with the final step. 
 

 

2.7388 4

OR      

9.8276 4

0, 1, 2,

2.7388 12.5664

OR       

9.8276 12.5664

0, 1, 2,

z

n

z

n

n

n

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ±

=

+

=

+

= ± ±

 

 
Hint 4 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in the given interval. 
 
Step 4 
Now let’s find all the solutions.  First notice that, in this case, if we plug in negative values of n 
we will get negative solutions and these will not be in the interval and so there is no reason to 

even try these.  Also note that if we use 

0

n

=

we will still not be in the interval and so let’s start 

things off at 

1

n

=

 

 

1:

15.3052

n

z

=

=

20

OR

22.3940

2 :

27.8716

OR

34.9604

3 :

40.4380

OR

47.5268

z

n

z

z

n

z

z

<

=

=

=

=

=

=

=

45

>

 

 
Notice that with each increase in n we were really just adding another 12.5664 onto the previous 
results and by a quick inspection of the results above we can see that we don’t need to go any 
farther.  Also, as we’ve seen in this problem it is completely possible for only one of the solutions 
from a given interval to be in the given interval so don’t worry about that when it happens. 
 
So, it looks like we have the four solutions to this equation in the given interval. 

22.3940, 27.8716, 34.9604, 40.4380

z

=

 

 

Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

94 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

8.  Find the solution(s) to 

( )

( )

12 sin 7

11 3 4 sin 7

y

y

+ = +

 that are in 

1

2,

2

− −

.  Use at least 4 

decimal places in your work.   
 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the sine (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the sine (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

( )

sin 7

1

y

= −  

 

Hint 2 : Use your knowledge of the unit circle to determine all the angles in the range 

[

]

0, 2

π

 for 

which sine will have this value. 
 
Step 2 
If you need to use a calculator to get the solution for this that is fine, but this is also one of the 
standard angles as we can see from the unit circle below. 

 

 
Because we’re dealing with sine in this problem and we know that the y-axis represents sine on a 
unit circle we’re looking for angle(s) that will have a y coordinate of –1.  The only angle that will 

have this y coordinate will be 

3

4.7124

2

π

=

 
Note that unlike all the other problems that we’ve worked to this point this will be the only angle.  

There is simply not another angle in the range 

[

]

0, 2

π

 for which sine will have this value.  Don’t 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

95 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

get so locked into the usual case where we get two possible angles in the 

[

]

0, 2

π

 that when these 

single solution cases roll around you decide you must have done something wrong.  They happen 
on occasion and we need to be able to deal with them when they occur. 
 
Hint 3 : Using the angle above write down all the angles for which sine will have this value and 
use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have the angle above we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto the angle.  

 
This then means that we must have, 

7

4.7124

2

0, 1, 2,

y

n

n

π

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is divide both sides by 7 and 
we’ll convert everything to decimals to help with the final step. 
 

 

2

0.6732

0, 1, 2,

7

0.6732 0.8976

0, 1, 2,

n

y

n

n

n

π

=

+

= ± ±

=

+

= ± ±

 

 
Hint 4 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in the given interval. 
 
Step 4 
Now let’s find all the solutions.  First notice that, in this case, if we plug in positive values of n or 

0

n

=

 we will get positive solutions and these will not be in the interval and so there is no reason 

to even try these.  So, let’s start at 

1

n

= −

 and see what we get. 

 

 

1:

0.2244

n

y

= −

= −

0.5

2 :

1.122

3 :

2.0196

n

y

n

y

> −

= −

= −

= −

= −

2

< −

 

 
So, it looks like we have only a single solution to this equation in the given interval. 

1.122

y

= −

 

 

Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

96 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

9.  Find the solution(s) to 

( )

5 14 tan 8

30

x

=

 that are in 

[

]

1,1

.  Use at least 4 decimal places 

in your work.   
 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the tangent (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the tangent (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

( )

25

tan 8

14

x

= −

 

 
Hint 2 : Using a calculator and your knowledge of solving trig equations involving tangents to 

determine all the angles in the range 

[

]

0, 2

π

 for which tangent will have this value. 

 
Step 2 
First, using our calculator we can see that, 

 

1

25

8

tan

1.0603

14

x

=

= −

 

 
As we discussed in Example 5 of this section the second angle for equations involving tangent 

will always be the 

π

 plus the first angle.  Therefore, 

(

)

1.0603

2.0813

π

+ −

=

 will be the 

second angle. 
 
Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which tangent will have this 
value and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 
This then means that we must have, 

8

1.0603 2

OR        8

2.0813 2

0, 1, 2,

x

n

x

n

n

π

π

= −

+

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is divide both sides by 8 and 
we’ll convert everything to decimals to help with the final step. 
 

 

0.1325

OR      

0.2602

0, 1, 2,

4

4

0.1325 0.7854

OR       

0.2602 0.7854

0, 1, 2,

n

n

x

x

n

n

n

n

π

π

= −

+

=

+

= ± ±

= −

+

=

+

= ± ±

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

97 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Hint 4 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in the given interval. 
 
Step 4 
Now let’s find all the solutions.   
 

 

1:

0.9179

OR

0.5252

0 :

0.1325

OR

0.2602

1:

0.6529

OR

1.0456

n

x

x

n

x

x

n

x

x

= −

= −

= −

=

= −

=

=

=

=

1

>

 

 
Notice that with each increase in n we were really just adding/subtracting another 0.7854 from the 
previous results.  A quick inspection of the results above will quickly show us that we don’t need 
to go any farther and we won’t bother with any other values of n.  Also, as we’ve seen in this 
problem it is completely possible for only one of the solutions from a given interval to be in the 
given interval so don’t worry about that when it happens. 
 
So, it looks like we have the five solutions to this equation in the given interval. 

0.9179,

0.5252,

0.1325, 0.2602, 0.6529

x

= −

 

 

Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 

10.  Find the solution(s) to 

0

18 2 csc

3

t

 

=

+

 

 

 that are in 

[ ]

0, 5

.  Use at least 4 decimal places in 

your work.   
 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the cosecant (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the cosecant (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

csc

9

3

t

  = −

 

 

 

 
Hint 2 : Using a calculator and your knowledge of the unit circle to determine all the angles in the 

range 

[

]

0, 2

π

 for which cosecant will have this value.  The best way to do this is to rewrite the 

equation into one in terms of a different trig function that we can more easily deal with. 
 
Step 2 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

98 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

In order to get the solutions it will be much easier to recall the definition of cosecant in terms of 
sine and rewrite the equation into one involving sine.  Doing this gives, 

 

1

1

csc

9

sin

3

3

9

sin

3

t

t

t

 

 

=

= −

= −

 

 

 

 

 

 

 

 

 
The solution(s) to the equation involving the sine are the same as the solution(s) to the equation 
involving the cosecant and so working with that will be easier.  Using our calculator we can see 
that, 

 

1

1

sin

0.1113

3

9

t

=

= −

 

 
Now we’re dealing with sine in this problem and we know that the y-axis represents sine on a unit 

circle and so we’re looking for angles that will have a y coordinate of 

1

9

.  This means that we’ll 

have angles in the fourth (this is the one our calculator gave us) and third quadrant.  Here is a unit 
circle for this situation. 

 

 
From the symmetry of the unit circle we can see that the second angle will make an angle of 

0.1113 with the negative x-axis and so the second angle will be 

0.1113

3.2529

π

+

=

.  Also, as 

noted on the unit circle above a positive angle that represents the first angle (i.e. the angle in the 

fourth quadrant) is 

2

0.1113

6.1719

π

=

.  We can use either the positive or the negative angle 

here and we’ll get the same solutions.  However, because it is often easy to lose track of minus 
signs we will be using the positive angle in the fourth quadrant for our work here. 
 
Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which sine/cosecant will have 
this value and use these to write down all the solutions to the equation. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

99 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 
This then means that we must have, 

3.2529 2

OR        

6.1719 2

0, 1, 2,

3

3

t

t

n

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is multiply both sides by 3 and 
we’ll convert everything to decimals to help with the final step. 
 

 

9.7587 6

OR      

18.5157 6

0, 1, 2,

9.7587 18.8496

OR       

18.5157 18.8496

0, 1, 2,

t

n

t

n

n

n

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ±

=

+

=

+

= ± ±

 

 
Hint 4 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in the given interval. 
 
Step 4 
Now let’s find all the solutions.  First notice that, in this case, if we plug in negative values of n 
we will get negative solutions and these will not be in the interval and so there is no reason to 

even try these.  Also note that even if we start off with 

0

n

=

 we will get solutions that are 

already out of the given interval. 
 
So, despite the fact that there are solutions to this equation none of them fall in the given interval 
and so there are no solutions to this equation.  Do not get excited about the answer here.  This 
kind of situation will happen on occasion and so we need to be aware of it and able to deal with it. 
 

 

11  Find the solution(s) to 

1

1

2

cos

2

8

4

3

x

  + =

 

 

 that are in 

[

]

0,100

.  Use at least 4 decimal places 

in your work.   
 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the cosine (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the cosine (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 

 

5

cos

8

6

x

  =

 

 

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

100 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Hint 2 : Using a calculator and your knowledge of the unit circle to determine all the angles in the 

range 

[

]

0, 2

π

 for which cosine will have this value. 

 
Step 2 
First, using our calculator we can see that, 

 

1

5

cos

0.5857

8

6

x

 

=

=

 

 

 

 
Now we’re dealing with cosine in this problem and we know that the x-axis represents cosine on 

a unit circle and so we’re looking for angles that will have a x coordinate of 

5

6

.  This means that 

we’ll have angles in the first (this is the one our calculator gave us) and fourth quadrant.  Here is 
a unit circle for this situation. 

 

 
From the symmetry of the unit circle we can see that we can either use –0.5857 or 

2

0.5857

5.6975

π

=

 for the second angle.  Each will give the same set of solutions.  However, 

because it is easy to lose track of minus signs we will use the positive angle for our second 
solution. 
 
Hint 3 : Using the two angles above write down all the angles for which cosine will have this 
value and use these to write down all the solutions to the equation. 
 
Step 3 
From the discussion in the notes for this section we know that once we have these two angles we 

can get all possible angles by simply adding “

n

π

+

 for 

0, 1, 2,

n

= ± ± 

” onto each of these.  

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

101 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

This then means that we must have, 

0.5857

2

OR        

5.6975 2

0, 1, 2,

8

8

x

x

n

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
Finally, to get all the solutions to the equation all we need to do is multiply both sides by 8 and 
we’ll convert everything to decimals to help with the final step. 
 

 

4.6856 16

OR      

45.5800 16

0, 1, 2,

4.6856 50.2655

OR       

45.58 50.2655

0, 1, 2,

x

n

x

n

n

n

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ±

=

+

=

+

= ± ±

 

 
Hint 4 : Now all we need to do is plug in values of n to determine which solutions will actually 
fall in the given interval. 
 
Step 4 
Now let’s find all the solutions.  First notice that, in this case, if we plug in negative values of n 
we will get negative solutions and these will not be in the interval and so there is no reason to 

even try these.  So, let’s start at 

0

n

=

 and see what we get. 

 

 

0 :

4.6856

OR

45.58

1:

54.9511

OR

95.8455

n

x

x

n

x

x

=

=

=

=

=

=

 

 
Notice that with each increase in n we were really just adding another 50.2655 onto the previous 

results and by doing this to the results from the 

1

n

=

 step we will get solutions that are outside 

of the interval and so there is no reason to even plug in 

2

n

=

 
So, it looks like we have the four solutions to this equation in the given interval. 

4.6856, 45.58, 54.9511, 95.8455

x

=

 

 

Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 

12.  Find the solution(s) to 

( )

4

1 3sec 2

3

t

= +

 that are in 

[

]

4, 6

.  Use at least 4 decimal places in 

your work.   
 
Hint 1 : Find all the solutions to the equation without regard to the given interval.  The first step 
in this process is to isolate the secant (with a coefficient of one) on one side of the equation. 
 
Step 1 
Isolating the secant (with a coefficient of one) on one side of the equation gives, 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

102 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

( )

1

sec 2

9

t

=

 

 
At this point we can stop.  We know that  

 

sec

1

or

sec

1

θ

θ

≤ −

 

 

This means that it is impossible for secant to ever be 

1

9

 and so there will be no solution to this 

equation. 
 
Note that if you didn’t recall the restrictions on secant the next step would have been to convert 
this to cosine so let’s do that. 

 

( )

( )

( )

1

1

sec 2

cos 2

9

cos 2

9

t

t

t

=

=

=  

 

At this point we can note that 

1 cos

1

θ

− ≤

 and so again there is no way for cosine to be 9 and 

again we get that there will be no solution to this equation. 
 
 

 

 

Review : Solving Trig Equations with Calculators, Part II 

 
 

1.  Find all the solutions to 

(

)

3 14 sin 12

7

13

t

+

=

.  Use at least 4 decimal places in your work.  

 
Hint  : With the exception of the argument, which is a little more complex, this is identical to the 
equations that we solved in the previous section. 
 
Solution 
The argument of the sine is a little more complex in this equation than those we saw in the 
previous section, but the solution process is identical.  Therefore, we will be assuming that you 
recall the process from the previous section and do not need all the hints or quite as many details 
as we put into the solutions there.  If you are unsure of the process you should go back to the 
previous section and work some of the problems there before proceeding with the section. 
 
First, isolating the sine on one side of the equation gives, 

 

(

)

5

sin 12

7

7

t

+

= −

 

 
Using a calculator we get, 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

103 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

1

5

12

7

sin

0.7956

7

t

+ =

= −

 

 
From our knowledge of the unit circle we can see that a positive angle that corresponds to this 

angle is 

2

0.7956

5.4876

π

=

.  Either these angles can be used here but we’ll use the positive 

angle to avoid the possibility of losing the minus sign.  Also, from a quick look at a unit circle we 

can see that a second angle in the range 

[

]

0, 2

π

 will be 

0.7965

3.9372

π

+

=

 
Now, all possible angles for which sine will have this value are, 

 

12

7

3.9372

2

OR        12

7

5.4876

2

0, 1, 2,

t

n

t

n

n

π

π

+ =

+

+ =

+

= ± ± 

 

 
At this point all we need to do is solve each of these for t and we’ll have all the solutions to the 
equation.  Doing this gives, 

 

0.2552

OR        

0.1260

0, 1, 2,

6

6

n

n

t

t

n

π

π

= −

+

= −

+

= ± ± 

 

 
If an interval had been given we would next proceed with plugging in values of n to determine 
which solutions fall in that interval.  Since we were not given an interval this is as far as we can 
go. 
 
Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 
 

2.  Find all the solutions to 

(

)

3sec 4 9

24

0

z

=

.  Use at least 4 decimal places in your work.  

 
Hint  : With the exception of the argument, which is a little more complex, this is identical to the 
equations that we solved in the previous section. 
 
Solution 
The argument of the secant is a little more complex in this equation than those we saw in the 
previous section, but the solution process is identical.  Therefore, we will be assuming that you 
recall the process from the previous section and do not need all the hints or quite as many details 
as we put into the solutions there.  If you are unsure of the process you should go back to the 
previous section and work some of the problems there before proceeding with the section. 
 
First, isolating the secant on one side of the equation gives and converting the equation into one 
involving cosine (to make the work a little easier) gives, 

 

(

)

(

)

1

sec 4 9

8

cos 4 9

8

z

z

=

=

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

104 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Using a calculator we get, 

 

1

1

4 9

cos

1.4455

8

z

 

=

=

 

 

 

 

From a quick look at a unit circle we can see that a second angle in the range 

[

]

0, 2

π

 will be 

2

1.4455

4.8377

π

=

. Now, all possible angles for which secant will have this value are, 

 

4 9

1.4455 2

OR        4 9

4.8377

2

0, 1, 2,

z

n

z

n

n

π

π

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
At this point all we need to do is solve each of these for z and we’ll have all the solutions to the 
equation.  Doing this gives, 

 

2

2

0.2838

OR        

0.09308

0, 1, 2,

9

9

n

n

z

z

n

π

π

=

= −

= ± ± 

 

 
If an interval had been given we would next proceed with plugging in values of n to determine 
which solutions fall in that interval.  Since we were not given an interval this is as far as we can 
go. 
 
Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 
 

3.  Find all the solutions to 

(

)

(

) ( )

4 sin

2

15sin

2 tan 4

0

x

x

x

+ −

+

=

.  Use at least 4 decimal 

places in your work.   
 
Hint 1 : Factor the equation and using basic algebraic properties get two equations that can be 
dealt with using known techniques. 
 
Step 1 
Notice that each term has a sine in it and so we can factor this out of each term to get, 

 

(

)

( )

(

)

sin

2 4 15 tan 4

0

x

x

+

=  

 
Now, we have a product of two factors that equals zero and so by basic algebraic properties we 
know that we must have, 

 

(

)

( )

sin

2

0

OR

4 15 tan 4

0

x

x

+

=

=  

 
Hint 2 : Solve each of these two equations to attain all the solutions to the original equation. 
 
Step 2 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

105 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Each of these equations are similar to equations solved in the previous section or in the earlier 
problems of this section.  Therefore, we will be assuming that you can recall the solution process 
for each and we will not be putting in as many details.  If you are unsure of the process you 
should go back to the previous section and work some of the problems there before proceeding 
with the solution to this problem. 
 
We’ll start with, 

 

(

)

sin

2

0

x

+

=  

 
From a unit circle we can see that we must have, 

 

2

0

2

OR

2

2

0, 1, 2,

x

n

x

n

n

π

π

π

+ = +

+ = +

= ± ± 

 

 
Notice that we can further reduce this down to, 

 

2

0, 1, 2,

x

n

n

π

+ =

= ± ± 

 

 
Finally, the solutions from this equation are, 

 

2

0, 1, 2,

x

n

n

π

=

= ± ± 

 

 
The second equation will take a little more (but not much more) work.  First, isolating the tangent 
gives, 

 

( )

4

tan 4

15

x

=

 

 
Using our calculator we get, 

 

1

4

4

tan

0.2606

15

x

=

=

 

 
From our knowledge on solving equations involving tangents we know that the second angle in 

the range 

[

]

0, 2

π

 will be 

0.2606

3.4022

π

+

=

 
Finally, the solutions to this equation are, 

 

4

0.2606 2

OR

4

3.4022 2

0, 1, 2,

0.06515

OR

0.8506

0, 1, 2,

2

2

x

n

x

n

n

n

n

x

x

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ±

=

+

=

+

= ± ±

 

 
Putting all of this together gives the following set of solutions. 

 

2,

0.06515

, OR  

0.8506

0, 1, 2,

2

2

n

n

x

n

x

x

n

π

π

π

=

=

+

=

+

= ± ±   

 

If an interval had been given we would next proceed with plugging in values of n to determine 
which solutions fall in that interval.  Since we were not given an interval this is as far as we can 
go. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

106 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 
 

4.  Find all the solutions to 

3

3

3cos

sin

14 cos

0

7

2

7

y

y

y

 

+

=

 

 

.  Use at least 4 decimal places 

in your work.   
 
Hint 1 : Factor the equation and using basic algebraic properties get two equations that can be 
dealt with using known techniques. 
 
Step 1 
Notice that each term has a cosine in it and so we can factor this out of each term to get, 

 

3

cos

3sin

14

0

7

2

y

y

  +

=

 

 

 

 
Now, we have a product of two factors that equals zero and so by basic algebraic properties we 
know that we must have, 

 

3

cos

0

OR

3sin

14

0

7

2

y

y

 

=

+

=

 

 

 

 
Hint 2 : Solve each of these two equations to attain all the solutions to the original equation. 
 
Step 2 
Each of these equations are similar to equations solved in the previous section. Therefore, we will 
be assuming that you can recall the solution process for each and we will not be putting in as 
many details.  If you are unsure of the process you should go back to the previous section and 
work some of the problems there before proceeding with the solution to this problem. 
 
We’ll start with, 

 

3

cos

0

7

y

 =

 

 
From a unit circle we can see that we must have, 

 

3

3

3

2

OR

2

0, 1, 2,

7

2

7

2

y

y

n

n

n

π

π

π

π

= +

=

+

= ± ± 

 

 
Notice that we can further reduce this down to, 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

107 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

3

0, 1, 2,

7

2

y

n

n

π π

= +

= ± ± 

 

 
Finally, the solutions from this equation are, 

 

7

7

0, 1, 2,

6

3

n

y

n

π

π

=

+

= ± ± 

 

 
The second equation will take a little more (but not much more) work.  First, isolating the sine 
gives, 

 

14

sin

1

2

3

y

  = − < −

 

 

 

 

At this point recall that we know 

1 sin

1

θ

− ≤

 and so this equation will have no solutions. 

 
Therefore, the only solutions to this equation are, 

 

7

7

0, 1, 2,

6

3

n

y

n

π

π

=

+

= ± ± 

 

 

Do get too excited about the fact that we only got solutions from one of the two equations we got 
after factoring.  This will happen on occasion and so we need to be ready for these cases when 
they happen. 
 
If an interval had been given we would next proceed with plugging in values of n to determine 
which solutions fall in that interval.  Since we were not given an interval this is as far as we can 
go. 
 
Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 
 

5.  Find all the solutions to 

( )

( )

2

7 cos

3

cos 3

0

x

x

=

.  Use at least 4 decimal places in your 

work.   
 
Hint 1 : Factor the equation and using basic algebraic properties get two equations that can be 
dealt with using known techniques. 
 
Step 1 
Notice that we can factor a cosine out of each term to get, 

 

( )

( )

(

)

cos 3

7 cos 3

1

0

x

x

− =  

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

108 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Now, we have a product of two factors that equals zero and so by basic algebraic properties we 
know that we must have, 

 

( )

( )

cos 3

0

OR

7 cos 3

1 0

x

x

=

− =  

 
Hint 2 : Solve each of these two equations to attain all the solutions to the original equation. 
 
Step 2 
Each of these equations are similar to equations solved in the previous section. Therefore, we will 
be assuming that you can recall the solution process for each and we will not be putting in as 
many details.  If you are unsure of the process you should go back to the previous section and 
work some of the problems there before proceeding with the solution to this problem. 
 
We’ll start with, 

 

( )

cos 3

0

x

=  

 
From a unit circle we can see that we must have, 

 

3

3

2

OR

3

2

0, 1, 2,

2

2

x

n

x

n

n

π

π

π

π

= +

=

+

= ± ± 

 

 
Notice that we can further reduce this down to, 

 

3

0, 1, 2,

2

x

n

n

π π

= +

= ± ± 

 

 
Finally, the solutions from this equation are, 

 

0, 1, 2,

6

3

n

x

n

π π

= +

= ± ± 

 

 
The second equation will take a little more (but not much more) work.  First, isolating the cosine 
gives, 

 

( )

1

cos 3

7

x

=

 

 
Using our calculator we get, 

 

1

1

3

cos

1.4274

7

x

 

=

=

 

 

 

 

From a quick look at a unit circle we know that the second angle in the range 

[

]

0, 2

π

 will be 

2

1.4274

4.8558

π

=

 
Finally, the solutions to this equation are, 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

109 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

3

1.4274 2

OR

3

4.8558 2

0, 1, 2,

2

2

0.4758

OR

1.6186

0, 1, 2,

3

3

x

n

x

n

n

n

n

x

x

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ±

=

+

=

+

= ± ±

 

 
Putting all of this together gives the following set of solutions. 

 

2

2

,

0.4758

, OR  

1.6186

0, 1, 2,

6

3

3

3

n

n

n

x

x

x

n

π π

π

π

= +

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
If an interval had been given we would next proceed with plugging in values of n to determine 
which solutions fall in that interval.  Since we were not given an interval this is as far as we can 
go. 
 
Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 
 

6.  Find all the solutions to 

2

tan

tan

12

4

4

w

w

 

 

=

+

 

 

 

 

.  Use at least 4 decimal places in your 

work.   
 
Hint 1 : Factor the equation and using basic algebraic properties get two equations that can be 
dealt with using known techniques.  If you’re not sure how to factor this think about how you 

would factor 

2

12

0

x

x

− −

=

 
Step 1 
This equation may look very different from anything that we’ve ever been asked to factor, 
however it is something that we can factor.  First think about factoring the following, 

(

)(

)

2

2

12

12

4

3

0

x

x

x

x

x

x

= +

− −

=

+ =

 

 
If we can factor this algebraic equation then we can factor the given equation in exactly the same 
manner. 

 

2

2

tan

tan

12

4

4

tan

tan

12

0

4

4

tan

4

tan

3

0

4

4

w

w

w

w

w

w

 

 

=

+

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 



 

 

+

=

 

 



 

 



 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

110 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Now, we have a product of two factors that equals zero and so by basic algebraic properties we 
know that we must have, 

 

tan

4

0

OR

tan

3

0

4

4

w

w

 

 

− =

+ =

 

 

 

 

 

 
Hint 2 : Solve each of these two equations to attain all the solutions to the original equation. 
 
Step 2 
Each of these equations are similar to equations solved in the previous section. Therefore, we will 
be assuming that you can recall the solution process for each and we will not be putting in as 
many details.  If you are unsure of the process you should go back to the previous section and 
work some of the problems there before proceeding with the solution to this problem. 
 
We’ll start with the first equation and isolate the tangent to get, 

 

tan

4

4

w

  =

 

 

 

 
Using our calculator we get, 

 

( )

1

tan

4

1.3258

4

w

=

=

 

 
From our knowledge on solving equations involving tangents we know that the second angle in 

the range 

[

]

0, 2

π

 will be 

1.3258

4.4674

π

+

=

 
All the solutions to the first equation are then, 

 

1.3258 2

OR

4.4674 2

0, 1, 2,

4

4

5.3032 8

OR

17.8696 8

0, 1, 2,

w

w

n

n

n

w

n

w

n

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ±

=

+

=

+

= ± ±

 

 
Now, let’s solve the second equation. 

 

( )

1

tan

3

tan

3

1.2490

4

4

w

w

  = −

=

− = −

 

 

 

 
From our knowledge of the unit circle we can see that a positive angle that corresponds to this 

angle is 

2

1.2490

5.0342

π

=

.  Either these angles can be used here but we’ll use the positive 

angle to avoid the possibility of losing the minus sign.  Also, the second angle in the range 

[

]

0, 2

π

 is 

(

)

1.2490

1.8926

π

+ −

=

.   

 
All the solutions to the second equation are then, 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

111 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

1.8926 2

OR

5.0342 2

0, 1, 2,

4

4

7.5704 8

OR

20.1368 8

0, 1, 2,

w

w

n

n

n

w

n

w

n

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ±

=

+

=

+

= ± ±

 

 
Putting all of this together gives the following set of solutions. 

 

5.3032 8

,

7.5704 8

,

0, 1, 2,

17.8696 8

,   

20.1368 8

w

n

w

n

n

w

n w

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ±

=

+

=

+

 

 
If an interval had been given we would next proceed with plugging in values of n to determine 
which solutions fall in that interval.  Since we were not given an interval this is as far as we can 
go. 
 
Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 
 

7.  Find all the solutions to 

(

)

(

)

2

4 csc 1

6

25 csc 1

t

t

− + =

.  Use at least 4 decimal places in 

your work.   
 
Hint 1 : Factor the equation and using basic algebraic properties get two equations that can be 
dealt with using known techniques.  If you’re not sure how to factor this think about how you 

would factor 

2

4

25

6

0

x

x

+ =

 
Step 1 
This equation may look very different from anything that we’ve ever been asked to factor, 
however it is something that we can factor.  First think about factoring the following, 

(

)(

)

2

2

4

6

25

4

25

6

4

1

6

0

x

x

x

x

x

x

+ =

+ =

=

 

 
If we can factor this algebraic equation then we can factor the given equation in exactly the same 
manner. 

 

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

2

2

4 csc 1

6

25 csc 1

4 csc 1

25 csc 1

6

0

4 csc 1

1 csc 1

6

0

t

t

t

t

t

t

− + =

− −

− + =

− −

− −

=

 

 
Now, we have a product of two factors that equals zero and so by basic algebraic properties we 
know that we must have, 

 

(

)

(

)

4 csc 1

1 0

OR

csc 1

6

0

t

t

− − =

− − =  

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

112 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Hint 2 : Solve each of these two equations to attain all the solutions to the original equation. 
 
Step 2 
Each of these equations are similar to equations solved in the previous section and earlier in this 
section. Therefore, we will be assuming that you can recall the solution process for each and we 
will not be putting in as many details.  If you are unsure of the process you should go back to the 
previous section and work some of the problems there before proceeding with the solution to this 
problem. 
 
We’ll start with the first equation, isolate the cosecant and convert to an equation in terms of sine 
for easier solving.  Doing this gives, 

 

(

)

(

)

1

csc 1

sin 1

4 1

4

t

t

− =

− = >

 

 

We now know that there are now solutions to the first equation because we know 

1 sin

1

θ

− ≤

 
Now, let’s solve the second equation. 

 

(

)

(

)

1

csc 1

6

sin 1

6

t

t

− =

− =

 

 
Using our calculator we get, 

 

1

1

1

sin

0.1674

6

t

 

− =

=

 

 

 

 

A quick glance at a unit circle shows us that the second angle in the range 

[

]

0, 2

π

 is 

0.1674

2.9742

π

=

.   

 
All the solutions to the second equation are then, 

 

1

0.1674 2

OR

1

2.9742 2

0, 1, 2,

0.8326 2

OR

1.9742 2

0, 1, 2,

t

n

t

n

n

t

n

t

n

n

π

π

π

π

− =

+

− =

+

= ± ±

=

= −

= ± ±


 

 
Because we had not solutions to the first equation all the solutions to the original equation are 
then, 

 

0.8326 2

OR

1.9742 2

0, 1, 2,

t

n

t

n

n

π

π

=

= −

= ± ± 

 

 
Do get too excited about the fact that we only got solutions from one of the two equations we got 
after factoring.  This will happen on occasion and so we need to be ready for these cases when 
they happen. 
 
If an interval had been given we would next proceed with plugging in values of n to determine 
which solutions fall in that interval.  Since we were not given an interval this is as far as we can 
go. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

113 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 
 

8.  Find all the solutions to 

( )

4 sec 7

21

y

y

y

= −

.  Use at least 4 decimal places in your work.   

 
Hint 1 : Factor the equation and using basic algebraic properties get two equations that can be 
dealt with using known techniques. 
 
Step 1 
Notice that if we move all the terms to one side we can then factor a y out of the equation.  Doing 
this gives, 

 

( )

( )

(

)

4 sec 7

21

0

4 sec 7

21

0

y

y

y

y

y

+

=

+

=

 

 
Now, we have a product of two factors that equals zero and so by basic algebraic properties we 
know that we must have, 

 

( )

0

OR

4 sec 7

21 0

y

y

=

+

=  

 
Be careful with this type of equation to not make the mistake of just canceling the y from both 

sides in the initial step.  Had you done that you would have missed the 

0

y

=

 solution.   

 
When solving equations it is important to remember that you can’t cancel anything from both 
sides unless you know for a fact that what you are canceling will never be zero.   
 
Hint 2 : Solve each of these two equations to attain all the solutions to the original equation. 
 
Step 2 
There really isn’t anything that we need to do with the first equation and so we can move right on 
to the second equation.  Note that this equation is similar to equations solved in the previous 
section. Therefore, we will be assuming that you can recall the solution process for each and we 
will not be putting in as many details.  If you are unsure of the process you should go back to the 
previous section and work some of the problems there before proceeding with the solution to this 
problem. 
 
First, isolating the secant and converting to cosines (to make the solving a little easier) gives, 

 

( )

( )

21

4

sec 7

cos 7

4

21

y

y

= −

= −

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

114 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Using our calculator we get, 

 

1

4

7

cos

1.7624

21

y

=

=

 

 

From a quick look at a unit circle we know that the second angle in the range 

[

]

0, 2

π

 will be 

2

1.7624

4.5208

π

=

 
Finally, the solutions to this equation are, 

 

7

1.7624 2

OR

7

4.5208 2

0, 1, 2,

2

2

0.2518

OR

0.6458

0, 1, 2,

7

7

y

n

y

n

n

n

n

y

y

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ±

=

+

=

+

= ± ±

 

 
Putting all of this together gives the following set of solutions. 

 

2

2

0,

0.2518

, OR  

0.6458

0, 1, 2,

7

7

n

n

y

y

y

n

π

π

=

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
If an interval had been given we would next proceed with plugging in values of n to determine 
which solutions fall in that interval.  Since we were not given an interval this is as far as we can 
go. 
 
Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 
 

9.  Find all the solutions to 

(

)

(

)

2

10

sin 3

2

7 sin 3

2

x

x

x

x

+

=

+

.  Use at least 4 decimal places in 

your work.   
 
Hint 1 : Factor the equation and using basic algebraic properties get some equations that can be 
dealt with using known techniques. 
 
Step 1 
Notice that if we move all the terms to one side we can then factor an x and a sine out of the 
equation.  Doing this gives, 

 

(

)

(

)

(

) (

)

2

10

sin 3

2

7 sin 3

2

0

10

7 sin 3

2

0

x

x

x

x

x

x

x

+

+

=

+

=

 

 
Now, we have a product of three factors that equals zero and so by basic algebraic properties we 
know that we must have, 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

115 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

(

)

0,

10

7

0,

OR

sin 3

2

0

x

x

x

=

− =

+

=  

 
Be careful with this type of equation to not make the mistake of just canceling the x or the sine 

from both sides in the initial step.  Had you done that you would have missed the 

0

x

=

 solution 

and the solutions we will get from solving 

(

)

sin 3

2

0

x

+

=

.   

 
When solving equations it is important to remember that you can’t cancel anything from both 
sides unless you know for a fact that what you are canceling will never be zero.   
 
Hint 2 : Solve each of these three equations to attain all the solutions to the original equation. 
 
Step 2 
There really isn’t anything that we need to do with the first equation and so we can move right on 
to the second equation (which also doesn’t really present any problems).  Solving the second 
equation gives, 

 

7

10

x

=

 

 
Now let’s take a look at the third equation.  This equation is similar to equations solved earlier in 
this section. Therefore, we will be assuming that you can recall the solution process for each and 
we will not be putting in as many details.  If you are unsure of the process you should go back to 
the previous section and work some of the problems there before proceeding with the solution to 
this problem. 
 
From a unit circle we can see that we must have, 

 

3

2

0

2

OR

3

2

2

0, 1, 2,

x

n

x

n

n

π

π

π

+ = +

+ = +

= ± ± 

 

 
Notice that we can further reduce this down to, 

 

3

2

0, 1, 2,

x

n

n

π

+ =

= ± ± 

 

 
Finally, the solutions from this equation are, 

 

2

0, 1, 2,

3

n

x

n

π

=

= ± ± 

 

 
Putting all of this together gives the following set of solutions. 

 

7

2

0,

, OR  

0, 1, 2,

10

3

n

x

x

x

n

π

=

=

=

= ± ± 

 

 
If an interval had been given we would next proceed with plugging in values of n to determine 
which solutions fall in that interval.  Since we were not given an interval this is as far as we can 
go. 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

116 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 
 

10.  Find all the solutions to 

(

)

6

2

3 tan

15 10

11

t

t

t

 

=

 

 

.  Use at least 4 decimal places in your 

work.   
 
Hint 1 : Factor the equation and using basic algebraic properties get two equations that can be 
dealt with using known techniques. 
 
Step 1 
This one may be a little trickier to factor than the others in this section, but it can be factored.  

First get everything on one side of the equation and then notice that we can factor out a 

2

3

t

 

from the equation as follows, 

 

(

)

(

)

(

)

(

)

6

2

3 tan

10

15

0

11

6

2

3 tan

5 2

3

0

11

6

2

3

tan

5

0

11

t

t

t

t

t

t

t

t

 

+

=

 

 

 

+

− =

 

 

 

+

=

 

 

 

 
Now, we have a product of two factors that equals zero and so by basic algebraic properties we 
know that we must have, 

 

6

2

3

0

OR

tan

5

0

11

t

t

 

− =

+ =

 

 

 

 

Be careful with this type of equation to not make the mistake of just canceling the 

2

3

t

 from 

both sides.  Had you done that you would have missed the solution from the first equation.   
 
When solving equations it is important to remember that you can’t cancel anything from both 
sides unless you know for a fact that what you are canceling will never be zero.   
 
Hint 2 : Solve each of these two equations to attain all the solutions to the original equation. 
 
Step 2 
Solving the first equation gives, 

 

3

2

t

=

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

117 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Now we can move onto the second equation and note that this equation is similar to equations 
solved in the previous section. Therefore, we will be assuming that you can recall the solution 
process for each and we will not be putting in as many details.  If you are unsure of the process 
you should go back to the previous section and work some of the problems there before 
proceeding with the solution to this problem. 
 
First, isolating the tangent gives, 

 

6

tan

5

11

t

  = −

 

 

 

 
Using our calculator we get, 

 

( )

1

6

tan

5

1.3734

11

t

=

− = −

 

 
From our knowledge of the unit circle we can see that a positive angle that corresponds to this 

angle is 

2

1.3734

4.9098

π

=

.  Either these angles can be used here but we’ll use the positive 

angle to avoid the possibility of losing the minus sign.  Also, the second angle in the range 

[

]

0, 2

π

 is 

(

)

1.3734

1.7682

π

+ −

=

.   

 
Finally, the solutions to this equation are, 

 

6

6

1.7682 2

OR

4.9098 2

0, 1, 2,

11

11

11

11

3.2417

OR

9.0013

0, 1, 2,

3

3

t

t

n

n

n

n

n

t

t

n

π

π

π

π

=

+

=

+

= ± ±

=

+

=

+

= ± ±

 

 
Putting all of this together gives the following set of solutions. 

 

3

11

11

,

3.2417

, OR  

9.0013

0, 1, 2,

2

3

3

n

n

t

t

t

n

π

π

=

=

+

=

+

= ± ± 

 

 
If an interval had been given we would next proceed with plugging in values of n to determine 
which solutions fall in that interval.  Since we were not given an interval this is as far as we can 
go. 
 
Note that depending upon the amount of decimals you used here your answers may vary slightly 
from these due to round off error.  Any differences should be slight and only appear around the 
4

th

 decimal place or so however. 

 

 
 
 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

118 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

Review : Exponential Functions 

 

1. Sketch the graph of 

( )

1 2

3

x

f x

+

=

 
Solution 
There are several methods that can be used for getting the graph of this function.  One way would 
be to use some of the various algebraic transformations.  The point of the problems in this section 
however are more to force you to do some evaluation of these kinds of functions to make sure 
you can do them.  So, while you could use transformations, we’ll be doing these the “old 
fashioned” way of plotting points.  If you’d like some practice of the transformations you can 
check out the practice problems for the 

Common Graphs

 section of this chapter. 

 
So, with that out of the way here is a table of values for this function. 
 

-2 

-1  0 

( )

f x

 

1

27

 

1

3

  3  27  243 

 
A natural question at this point is “how did we know to use these values of x”?  That is a good 
question and not always an easy one to answer.  For exponential functions the key is to recall that 
when the exponent is positive the function will grow very quickly and when the exponent is 
negative the function will quickly get close to zero.  This means that often (but not always) we’ll 

want to keep the exponent in the range of about 

[

]

4, 4

 and by exponent we mean the value of 

1 2x

+

 after we plug in the x.  

 
Note that we often won’t need the whole range given above to see what the curve looks like.  As 
we plug in values of x we can look at our answers and if they aren’t changing much then we’ll 
know that the exponent has gone far enough in the negative direction so that the exponential is 
essentially zero.  Likewise, once the value really starts changing fast we’ll know that the 
exponent has gone far enough in the positive direction as well.  The given above is just a way to 
give us some starting values of x and nothing more. 
 
Here is the sketch of the graph of this function. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

119 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 
 

 

2. Sketch the graph of 

( )

3

4

2

7

x

h x

=

 
Solution 
There are several methods that can be used for getting the graph of this function.  One way would 
be to use some of the various algebraic transformations.  The point of the problems in this section 
however are more to force you to do some evaluation of these kinds of functions to make sure 
you can do them.  So, while you could use transformations, we’ll be doing these the “old 
fashioned” way of plotting points.  If you’d like some practice of the transformations you can 
check out the practice problems for the 

Common Graphs

 section of this chapter. 

 
So, with that out of the way here is a table of values for this function. 
 

-10 

-6 

-2 

10 

( )

h x

  38.2548  15.6274  4.3137  1  -1.3431  -4.1716  -5.5858 

 
A natural question at this point is “how did we know to use these values of x”?  That is a good 
question and not always an easy one to answer.  For exponential functions the key is to recall that 
when the exponent is positive the function will grow very quickly and when the exponent is 
negative the function will quickly get close to zero.  This means that often (but not always) we’ll 

want to keep the exponent in the range of about 

[

]

4, 4

 and by exponent we mean the value of 

3

4

x

 after we plug in the x.  

 
Note that we often won’t need the whole range given above to see what the curve looks like.  As 
we plug in values of x we can look at our answers and if they aren’t changing much then we’ll 
know that the exponent has gone far enough in the negative direction so that the exponential is 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

120 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

essentially zero.  Likewise, once the value really starts changing fast we’ll know that the 
exponent has gone far enough in the positive direction as well.  The given above is just a way to 
give us some starting values of x and nothing more. 
 
Here is the sketch of the graph of this function. 

 

 
 

 

3. Sketch the graph of 

( )

2

4

8 3

t

h t

= + e

 
Solution 
There are several methods that can be used for getting the graph of this function.  One way would 
be to use some of the various algebraic transformations.  The point of the problems in this section 
however are more to force you to do some evaluation of these kinds of functions to make sure 
you can do them.  So, while you could use transformations, we’ll be doing these the “old 
fashioned” way of plotting points.  If you’d like some practice of the transformations you can 
check out the practice problems for the 

Common Graphs

 section of this chapter. 

 
So, with that out of the way here is a table of values for this function. 
 

-1 

( )

h t

  8.0074  8.0549  8.4060  11  30.1672 

 
A natural question at this point is “how did we know to use these values of t”?  That is a good 
question and not always an easy one to answer.  For exponential functions the key is to recall that 
when the exponent is positive the function will grow very quickly and when the exponent is 
negative the function will quickly get close to zero.  This means that often (but not always) we’ll 

want to keep the exponent in the range of about 

[

]

4, 4

 and by exponent we mean the value of 

2

4

t

 after we plug in the t.  

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

121 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Note that we often won’t need the whole range given above to see what the curve looks like.  As 
we plug in values of t we can look at our answers and if they aren’t changing much then we’ll 
know that the exponent has gone far enough in the negative direction so that the exponential is 
essentially zero.  Likewise, once the value really starts changing fast we’ll know that the 
exponent has gone far enough in the positive direction as well.  The given above is just a way to 
give us some starting values of t and nothing more. 
 
Here is the sketch of the graph of this function. 

 

 
 

 

4. Sketch the graph of 

( )

2 3

1

10

4

z

g z

− −

=

− e

 
Solution 
There are several methods that can be used for getting the graph of this function.  One way would 
be to use some of the various algebraic transformations.  The point of the problems in this section 
however are more to force you to do some evaluation of these kinds of functions to make sure 
you can do them.  So, while you could use transformations, we’ll be doing these the “old 
fashioned” way of plotting points.  If you’d like some practice of the transformations you can 
check out the practice problems for the 

Common Graphs

 section of this chapter. 

 
So, with that out of the way here is a table of values for this function. 
 

-2 

-1 

( )

g z

  -3.6495  9.3204  9.9662  9.9983  9.9999 

 
A natural question at this point is “how did we know to use these values of z”?  That is a good 
question and not always an easy one to answer.  For exponential functions the key is to recall that 
when the exponent is positive the function will grow very quickly and when the exponent is 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

122 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

negative the function will quickly get close to zero.  This means that often (but not always) we’ll 

want to keep the exponent in the range of about 

[

]

4, 4

 and by exponent we mean the value of 

2 3z

− −

 after we plug in the z.  

 
Note that we often won’t need the whole range given above to see what the curve looks like.  As 
we plug in values of z we can look at our answers and if they aren’t changing much then we’ll 
know that the exponent has gone far enough in the negative direction so that the exponential is 
essentially zero.  Likewise, once the value really starts changing fast we’ll know that the 
exponent has gone far enough in the positive direction as well.  The given above is just a way to 
give us some starting values of z and nothing more. 
 
Here is the sketch of the graph of this function. 

 

 
 

 
 
 

 

Review : Logarithm Functions 

 

1. Without using a calculator determine the exact value of 

3

log 81

 
Hint : Recall that converting a logarithm to exponential form can often help to evaluate these 
kinds of logarithms. 
 
Solution 
Converting the logarithm to exponential form gives, 

 

?

3

log 81

?

3

81

=

=

 

 

From this we can quickly see that 

4

3

81

=

 and so we must have, 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

123 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

3

log 81

4

=

 

 

 
 

2. Without using a calculator determine the exact value of 

5

log 125

 
Hint : Recall that converting a logarithm to exponential form can often help to evaluate these 
kinds of logarithms. 
 
Solution 
Converting the logarithm to exponential form gives, 

 

?

5

log 125

?

5

125

=

=

 

 

From this we can quickly see that 

3

5

125

=

 and so we must have, 

 

5

log 125

3

=

 

 

 
 

3. Without using a calculator determine the exact value of 

2

1

log

8

 
Hint : Recall that converting a logarithm to exponential form can often help to evaluate these 
kinds of logarithms. 
 
Solution 
Converting the logarithm to exponential form gives, 

 

?

2

1

1

log

?

2

8

8

=

=

 

 
Now, we know that if we raise an integer to a negative exponent we’ll get a fraction and so we 

must have a negative exponent and then we know that 

3

2

8

=

.  Therefore we can see that 

3

1

2

8

=

 and so we must have, 

 

2

1

log

3

8

= −

 

 

 
 

4. Without using a calculator determine the exact value of 

1

4

log 16


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

124 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Hint : Recall that converting a logarithm to exponential form can often help to evaluate these 
kinds of logarithms. 
 
Solution 
Converting the logarithm to exponential form gives, 

 

?

1

4

1

log 16

?

16

4

 

=

=

 

 

 

 
Now, we know that if we raise an fraction to a power and get an integer out we must have had a 

negative exponent.  Now, we also know that 

2

4

16

=

.  Therefore we can see that 

2

2

1

4

16

4

1

 

 

=

=

 

 

 

 

 and so we must have, 

 

1

4

log 16

2

= −  

 

 
 

5. Without using a calculator determine the exact value of 

4

ln e

 
Hint : Recall that converting a logarithm to exponential form can often help to evaluate these 
kinds of logarithms.  Also recall what the base is for a natural logarithm. 
 
Solution 
Recalling that the base for a natural logarithm is e and converting the logarithm to exponential 
form gives, 

 

4

4

?

4

ln

log

?

=

=

=

e

e

e

e

e

 

 

From this we can quickly see that 

4

4

=

e

e

 and so we must have, 

 

4

ln

4

=

e

 

 
Note that an easier method of determining the value of this logarithm would have been to recall 
the properties of logarithm.  In particular the property that states, 

 

log

x

b

b

x

=

 

 
Using this we can also very quickly see what the value of the logarithm is. 
 

 

6. Without using a calculator determine the exact value of 

1

log

100


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

125 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Hint : Recall that converting a logarithm to exponential form can often help to evaluate these 
kinds of logarithms.  Also recall what the base is for a common logarithm. 
 
Solution 
Recalling that the base for a natural logarithm is 10 and converting the logarithm to exponential 
form gives, 

 

?

10

1

1

1

log

log

?

10

100

100

100

=

=

=

 

 
Now, we know that if we raise an integer to a negative exponent we’ll get a fraction and so we 

must have a negative exponent and then we know that 

2

10

100

=

.  Therefore we can see that 

2

1

10

100

=

 and so we must have, 

 

1

log

2

100

= −

 

 

 

7. Write 

(

)

4

7

log 3x y

 in terms of simpler logarithms. 

 
Solution 
So, we’re being asked here to use as many of the properties as we can to reduce this down into 
simpler logarithms.  So, here is the work for this problem. 
 

 

(

)

( )

( )

( )

( )

( )

( )

4

7

4

7

log 3

log 3

log

log

log 3

4 log

7 log

x y

x

y

x

y

=

+

+

=

+

 

 
Remember that we can only bring an exponent out of a logarithm if is on the whole argument of 
the logarithm.  In other words, we couldn’t bring any of the exponents out of the logarithms until 
we had dealt with the product. 
 

 
 

8. Write 

(

)

2

2

ln x y

z

+

 in terms of simpler logarithms. 

 
Solution 
So, we’re being asked here to use as many of the properties as we can to reduce this down into 
simpler logarithms.  So, here is the work for this problem. 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

126 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

(

)

( )

(

)

( )

(

)

1

2

2

2

2

2

2

2

ln

ln

ln

1

ln

ln

2

x y

z

x

y

z

x

y

z

+

=

+

+

=

+

+

 

 
Remember that we can only bring an exponent out of a logarithm if is on the whole argument of 
the logarithm.  In other words, we couldn’t bring any of the exponents out of the logarithms until 
we had dealt with the product.  Also, in the second logarithm while each term is squared the 

whole argument is not squared, i.e. it’s not 

(

)

2

x

y

+

 and so we can’t bring those 2’s out of the 

logarithm. 
 

 
 

9. Write 

4

2 5

4

log

x

y

z

 in terms of simpler logarithms. 

 
Solution 
So, we’re being asked here to use as many of the properties as we can to reduce this down into 
simpler logarithms.  So, here is the work for this problem. 
 

 

(

)

(

)

( )

(

)

( )

( )

1

2

5

4

4

4

2 5

1

2

5

4

4

4

4

4

4

4

log

log

4

log

log

4

log

log

1

log

4

2 log

log

5

x

x

y z

y

z

x

y

z

x

y

z

=

− −

 

=

− −

+

 

 

=

− −

 

 
Remember that we can only bring an exponent out of a logarithm if is on the whole argument of 
the logarithm.  In other words, we couldn’t bring any of the exponents out of the logarithms until 
we had dealt with the quotient and product.  Recall as well that we can’t split up an 
sum/difference in a logarithm.  Finally, make sure that you are careful in dealing with the minus 
sign we get from breaking up the quotient when dealing with the product in the denominator. 
 

 
 

10. Combine 

4

4

4

1

2 log

5 log

log

2

x

y

z

+

 into a single logarithm with a coefficient of one. 

 
Hint :The properties that we use to break up logarithms can be used in reverse as well. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

127 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Solution 
To convert this into a single logarithm we’ll be using the properties that we used to break up 
logarithms in reverse.  The first step in this process is to use the property, 

 

( )

log

log

r

b

b

x

r

x

=

 

to make sure that all the logarithms have coefficients of one.  This needs to be done first because 
all the properties that allow us to combine sums/differences of logarithms require coefficients of 
one on individual logarithms.  So, using this property gives, 

 

( )

( )

1

2

5

2

4

4

4

log

log

log

x

y

z

 

+

 

 

 

 
Now, there are several ways to proceed from this point.  We can use either of the two properties. 

 

( )

log

log

log

log

log

log

b

b

b

b

b

b

x

xy

x

y

x

y

y

 

=

+

=

 

 

 

and in fact we’ll need to use both in the end.  Which we use first does not matter as we’ll end up 
with the same result in the end.  Here is the rest of the work for this problem. 

 

(

)

( )

2

5

4

4

4

4

4

2

5

4

1

2 log

5 log

log

log

log

2

log

x

y

z

x y

z

x y

z

+

=

=

 

 
Note that the only reason we converted the fractional exponent to a root was to make the final 
answer a little nicer. 
 

 
 

11. Combine 

(

)

(

)

3ln

5

4 ln

2 ln

1

t

t

s

+ −

 into a single logarithm with a coefficient of one. 

 
Hint :The properties that we use to break up logarithms can be used in reverse as well. 
 
Solution 
To convert this into a single logarithm we’ll be using the properties that we used to break up 
logarithms in reverse.  The first step in this process is to use the property, 

 

( )

log

log

r

b

b

x

r

x

=

 

to make sure that all the logarithms have coefficients of one.  This needs to be done first because 
all the properties that allow us to combine sums/differences of logarithms require coefficients of 
one on individual logarithms.  So, using this property gives, 

 

(

)

( )

(

)

3

2

4

ln

5

ln

ln

1

t

t

s

+

 

 
Now, there are several ways to proceed from this point.  We can use either of the two properties. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

128 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

( )

log

log

log

log

log

log

b

b

b

b

b

b

x

xy

x

y

x

y

y

 

=

+

=

 

 

 

and in fact we’ll need to use both in the end.   
 
We should also be careful with the fact that there are two minus signs in here as that sometimes 
adds confusion to the problem.  They are easy to deal with however if we just factor a minus sign 
out of the last two terms and then proceed from there as follows. 
 

 

(

)

(

)

(

)

( )

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

3

2

4

3

3

2

4

2

4

3ln

5

4 ln

2 ln

1

ln

5

ln

ln

1

5

ln

5

ln

1

ln

1

t

t

s

t

t

s

t

t

t

s

t

s

+ −

− =

+

+

+

=

+

=

 

 

 
 

12. Combine 

1

log

6 log

2

3

a

b

+

 into a single logarithm with a coefficient of one. 

 
Hint :The properties that we use to break up logarithms can be used in reverse as well.  For the 
constant see if you figure out a way to write that as a logarithm. 
 
Solution 
To convert this into a single logarithm we’ll be using the properties that we used to break up 
logarithms in reverse.  The first step in this process is to use the property, 

 

( )

log

log

r

b

b

x

r

x

=

 

to make sure that all the logarithms have coefficients of one.  This needs to be done first because 
all the properties that allow us to combine sums/differences of logarithms require coefficients of 
one on individual logarithms.  So, using this property gives, 

 

( )

1

6

3

log

log

2

a

b

+

 

 
Now, for the 2 let’s notice that we can write this in terms of a logarithm as, 

 

2

2

log10

log100

=

=

 

 
Note that this is really just using the property, 

 

log

x

b

b

x

=

 

 
So, we now have, 

 

( )

1

6

3

log

log

log100

a

b

+

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

129 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Now, there are several ways to proceed from this point.  We can use either of the two properties. 

 

( )

log

log

log

log

log

log

b

b

b

b

b

b

x

xy

x

y

x

y

y

 

=

+

=

 

 

 

and in fact we’ll need to use both in the end.  Which we use first does not matter as we’ll end up 
with the same result in the end.  Here is the rest of the work for this problem. 

 

( )

(

)

( )

1

6

2

6

3

3

3

6

log

log

log10

log 100

log

100

log

a

b

a

b

a

b

+

=

=

 

 
Note that the only reason we converted the fractional exponent to a root was to make the final 
answer a little nicer. 
 

 
 

13. Use the change of base formula and a calculator to find the value of 

12

log 35

 
Solution 
We can use either the natural logarithm or the common logarithm to do this so we’ll do both. 

 

12

ln 35

3.55534806

log 35

1.43077731

ln12

2.48490665

=

=

=

 

 

 

12

log 35

1.54406804

log 35

1.43077731

log12

1.07918125

=

=

=

 

 
So, as we noted at the start it doesn’t matter which logarithm we use we’ll get the same answer in 
the end. 
 

 

14. Use the change of base formula and a calculator to find the value of 

2

3

log 53

 
Solution 
We can use either the natural logarithm or the common logarithm to do this so we’ll do both. 

 

2

3

ln 53

3.97029191

log 53

9.79194469

2

0.40546511

ln

3

=

=

= −

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

130 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

2

3

log 53

1.72427587

log 53

9.79194469

2

0.17609126

log

3

=

=

= −

 

 
So, as we noted at the start it doesn’t matter which logarithm we use we’ll get the same answer in 
the end. 
 

  
 
 

 

Review : Exponential and Logarithm Equations 

 

1. Find all the solutions to 

7 3

12 4

7

x

+

=

e

.  If there are no solutions clearly explain why.  

 
Step 1 
There isn’t all that much to do here for this equation.  First we need to isolate the exponential on 
one side by itself with a coefficient of one. 

 

7 3

7 3

5

4

5

4

x

x

+

+

= −

=

e

e

 

Step 2 
Now all we need to do is take the natural logarithm of both sides and then solve for x

 

(

)

7 3

5

ln

ln

4

5

7 3

ln

4

1

5

ln

7

2.25895

3

4

x

x

x

+

 

=  

 
 

+

=  

 

 

=

= −

 

 

e

 

 
Depending upon your preferences either the exact or decimal solution can be used. 
 

 

2. Find all the solutions to 

2

2

1 10 3

z

z

=

− e

.  If there are no solutions clearly explain why.  

 
Step 1 
There isn’t all that much to do here for this equation.  First we need to isolate the exponential on 
one side by itself with a coefficient of one. 

 

2

2

2

2

9

3

3

z

z

z

z

− = −

=

e

e

 

Step 2 
Now all we need to do is take the natural logarithm of both sides and then solve for z


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

131 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

(

)

( )
( )

( )

2

2

2

2

ln

ln 3

2

ln 3

2

ln 3

0

z

z

z

z

z

z

=

=

=

e

 

 
Now, before proceeding with the solution here let’s pause and make sure that we don’t get too 
excited about the “strangeness” of the quadratic above.  If we’d had the quadratic, 

 

2

2

5

0

z

z

− =

 

for instance, we’d know that all we would need to do is use the quadratic formula to get the 
solutions. 
 
That’s all we need to as well for the quadratic that we have from our work.  Of course we don’t 
have a 5 we have a ln(3), but ln(3) is just a number and so we can use the quadratic formula to 
find the solutions here as well.  Here is the work for that. 

 

( ) ( )

( )

( )

(

)

( )

( )

( )

(

)

( )

( )

2

2

2

4 1

ln 3

2

4 4 ln 3

2 1

2

2

4 1 ln 3

2 2 1 ln 3

1

1 ln 3

0.4487, 2.4487

2

2

z

− − ±

±

+

=

=

±

+

±

+

=

=

= ±

+

= −

 

 
Notice that we did a little simplification on the root.  This doesn’t need to be done, but can make 
the exact solution a little easier to deal with.  Also, depending upon your preferences either the 
exact or decimal solution can be used. 
 
Before leaving this solution we should again make a point that not all quadratics will be the 
“simple” type of quadratics that you may be used to solving from an Algebra class.  They can, 
and often will be, messier that those.  That doesn’t mean that you can’t solve them.  They are, for 
all intents and purposes, identical to the types of problems you are used to working.  The only real 
difference is that they numbers are a little messier. 
 
So, don’t get too excited about this kind of problem.  They will happen on occasion and you are 
capable of solving them! 
 

 

3. Find all the solutions to 

6

1

2

0

t

t

t

=

e

.  If there are no solutions clearly explain why.  

 
Hint : Be careful to not cancel terms that shouldn’t be canceled.  Remember that you can’t cancel 
something unless you know for a fact that it won’t ever be zero.  Also, note that if you can cancel 
something then it can be factored out of the equation. 
 
Step 1 
First notice that we can factor a t out of both terms to get, 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

132 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

(

)

6

1

2

0

t

t

=

e

 

 
Be careful to not cancel the t from both terms.  When solving equations you can only cancel 
something if you know for a fact that it won’t be zero.  If the term can be zero and you cancel it 
you will miss solutions and that will the case here. 
 
Step 2 
We now have a product of terms that is equal to zero so we know, 

 

6

1

0

OR

2

0

t

t

=

=

e

 

 

So, we have one solution already, 

0

t

=

, and again note that if we had canceled the t at the 

beginning we would have missed this solution.  Now all we need to do is solve the equation 
involving the exponential. 
 
Step 3 
We can now solve the exponential equation in the same manner as the first couple of problems in 
this section. 
 

 

( )

( )
( )

( )

(

)

6

1

6

1

2

ln

ln 2

6

1

ln 2

1

1 ln 2

0.2822

6

t

t

t

t

=
=

− =

=

+

=

e

e

 

 
Depending upon your preferences either the exact or decimal solution can be used. 
 

 

4. Find all the solutions to 

(

)

2

2

4

1

12

3

x

x

x

+ =

e

.  If there are no solutions clearly explain why.  

 
Hint : Be careful to not cancel terms that shouldn’t be canceled.  Remember that you can’t cancel 
something unless you know for a fact that it won’t ever be zero.  Also, note that if you can cancel 
something then it can be factored out of the equation. 
 
Step 1 
It may not be apparent at first glance, but with some work we can do a little factoring on this 
equation.  To do that first move everything to one side and then the factoring might become a 
little more apparent. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

133 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

(

)

(

) (

)

(

)

(

)

2

2

2

2

2

2

4

1

12

3

0

4

1

3 4

1

0

4

1 1 3

0

x

x

x

x

x

x

x

x

+ −

+

=

+ −

+

=

+

=

e

e

e

 

 
Note that in the second step we put parenthesis around the first couple of terms solely to make the 
factoring in the next step a little more apparent.  It does not need to be done in practice. 
 

Be careful to not cancel the 

4

1

x

+

 from both terms.  When solving equations you can only 

cancel something if you know for a fact that it won’t be zero.  If the term can be zero and you 
cancel it you will miss solutions, and that will be the case here. 
 
Step 2 
We now have a product of terms that is equal to zero so we know, 

 

2

2

4

1

0

OR

1 3

0

x

x

+ =

=

e

 

 

From the first equation we can quickly arrive at one solution, 

1

4

x

= −

, and again note that if we 

had canceled the 

4

1

x

+

 at the beginning we would have missed this solution.  Now all we need 

to do is solve the equation involving the exponential. 
 
Step 3 
We can now solve the exponential equation in the same manner as the first couple of problems in 
this section. 
 

 

( )

2

2

2

2

2

2

1

3

1

ln

ln

3

1

2

ln

3

1

2 ln

3

1

2 ln

0.9494

3

x

x

x

x

x

=

 

=  

 
 

− =  

 

 

= +  

 

 

= ±

+

= ±

 

 

e

e

 

 
Depending upon your preferences either the exact or decimal solution can be used. 
 

 

5. Find all the solutions to 

3

8

5 10

2

11

0

y

y

+

=

e

e

.  If there are no solutions clearly explain why.  


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

134 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Hint : The best way to proceed here is to reduce the equation down to a single exponential. 
 
Step 1 
With both exponentials in the equation this may be a little difficult to solve, so let’s do some 
work to reduce this down to an equation with a single exponential. 

 

3

8

5 10

3

8

5 10

13

3

2

11

11

2

11

2

y

y

y

y

y

+

+

+

=

=

=

e

e

e

e

e

 

 
Note that we could have divided by either exponential but by dividing by the one that we did we 
avoid a negative exponent on the y, which is sometimes easy to lose track of. 
 
Step 2 
Now all we need to do is take the logarithm of both sides and solve for y

 

(

)

13

3

11

ln

ln

2

11

13

3

ln

2

1

11

ln

3

0.09963

13

2

y

y

y

+

 

=  

 
 

+ =  

 

 

=

= −

 

 

e

 

 
Depending upon your preferences either the exact or decimal solution can be used. 
 

 

6. Find all the solutions to 

6

12

7

14

0

x

x

+

=

e

e

.  If there are no solutions clearly explain why.  

 
Hint : The best way to proceed here is to reduce the equation down to a single exponential. 
 
Step 1 
With both exponentials in the equation this may be a little difficult to solve, so let’s do some 
work to reduce this down to an equation with a single exponential. 

 

6

12

7

12

7

6

13

13

14

14

14

x

x

x

x

x

= −

= −

= −

e

e

e

e

e

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

135 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

At this point we can stop.  We know that exponential functions are always positive and there is no 
way for this to be negative and therefore there is no solution to this equation. 
 
Note that if we hadn’t caught the exponent being negative our next step would have been to take 
the logarithm of both side and we also know that we can only take the logarithm of positive 
numbers and so again we’d see that there is no solution to this equation. 
 

 

7. Find all the solutions to 

2

1

1 8 ln

14

7

x

=

.  If there are no solutions clearly explain why.  

 
Step 1 
There isn’t all that much to do here for this equation.  First we need to isolate the logarithm on 
one side by itself with a coefficient of one. 

 

2

1

2

1

13

1 8 ln

14

ln

7

7

8

x

x

=

= −

 

Step 2 
Now all we need to do is exponentiate both sides using e (because we’re working with the natural 
logarithm) and then solve for x

 

2

1

13

ln

7

8

13

8

13

8

2

1

7

1

1 7

1.1892

2

x

x

x

=

=

=

+

=

e

e

e

e

 

 
Step 3 
We’re dealing with logarithms and so we need to make sure that we won’t have any problems 
with any of our potential solutions.  In other words, we need to make sure that if we plug in the 
potential solution into the original equation we won’t end up taking the logarithm of a negative 
number or zero. 
  
Plugging in we can see that we won’t be taking the logarithm of a negative number and so the 
solution is, 

13

8

1

1 7

1.1892

2

x

=

+

=

e

 

 
Depending upon your preferences either the exact or decimal solution can be used. 
 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

136 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

8. Find all the solutions to 

(

)

(

)

ln

1

1 ln 3

2

y

y

− = +

+

.  If there are no solutions clearly explain 

why.  
 
Hint : Don’t forget about the basic logarithm properties and how they can be used to combine 
multiple logarithms into a single logarithm. 
 
Step 1 
We need to reduce this down to an equation with a single logarithm and to do that we first should 
rewrite it a little.  Upon doing that we can use the basic logarithm properties to combine the two 
logarithms into a single logarithm as follows, 

 

(

)

(

)

ln

1

ln 3

2

1

1

ln

1

3

2

y

y

y

y

− −

+

=

=

+

 

 
Step 2 
Now all we need to do is exponentiate both sides using e (because we’re working with the natural 
logarithm) and then solve for y
 

 

(

)

(

)

1

ln

3

2

1

1

3

2

1

3

2

3

2

1 3

1 2

1 2

0.8996

1 3

y

y

y

y

y

y

y

y

y

+

=

=

+

− =

+

=

+

= +

+

=

= −

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

 

 
Step 3 
We’re dealing with logarithms and so we need to make sure that we won’t have any problems 
with any of our potential solutions.  In other words, we need to make sure that if we plug in the 
potential solutions into the original equation we won’t end up taking the logarithm of a negative 
number or zero. 
 
Upon inspection we can quickly see that if we plug in our potential solution into the first 
logarithm we’ll be taking the logarithm of a negative number.  The same will be true for the 

second logarithm and so 

0.8996

y

= −

 can’t be a solution. 

 
Because this was our only potential solution we know now that there will be no solutions to this 
equation. 
 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

137 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

9. Find all the solutions to 

( )

(

)

log

log

21

2

w

w

+

=

.  If there are no solutions clearly explain 

why.  
 
Hint : Don’t forget about the basic logarithm properties and how they can be used to combine 
multiple logarithms into a single logarithm. 
 
Step 1 
We need to reduce this down to an equation with a single logarithm and to do that we first should 
rewrite it a little.  Upon doing that we can use the basic logarithm properties to combine the two 
logarithms into a single logarithm as follows, 

 

(

)

(

)

(

)

2

log

21

2

log

21

2

w w

w

w

=

=

 

 
Step 2 
Now all we need to do is exponentiate both sides using 10 (because we’re working with the 
common logarithm) and then solve for y
 

 

(

)

(

)

(

)(

)

2

2

log

21

2

2

2

log

21

2

10

10

21

100

21

100

0

25

4

0

4,

25

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

=

=

=

=

+

=

= −

=

 

 
Step 3 
We’re dealing with logarithms and so we need to make sure that we won’t have any problems 
with any of our potential solutions.  In other words, we need to make sure that if we plug either of 
the two potential solutions into the original equation we won’t end up taking the logarithm of a 
negative number or zero. 
 

Upon inspection we can quickly see that if we plug in 

4

w

= −

 we will be taking a logarithm of a 

negative number (in both of the logarithms in this case) and so 

4

w

= −

 can’t be a solution.  On 

the other hand, if we plug in 

25

w

=

 we won’t be taking logarithms of negative numbers and so 

25

w

=

 is a solution. 

 

In summary then, the only solution to the equation is : 

25

w

=

 

 

10. Find all the solutions to 

( )

(

)

2 log

log 7

1

0

z

z

− =

.  If there are no solutions clearly explain 

why.  


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

138 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Hint : This problem can be worked in the same manner as the previous two or because each term 
is a logarithm an easier solution would be to use the fact that, 

 

If  log

log

  then  

b

b

x

y

x

y

=

=  

 
 
Step 1 
While we could use the same method we used in the previous couple of examples to solve this 
equation there is an easier method.  Because each of the terms is a logarithm and it’s all equal to 
zero we can use the fact that, 

 

If  log

log

  then  

b

b

x

y

x

y

=

=  

 
So, a quick rewrite of the equation gives, 

 

( )

(

)

( )

(

)

2

2 log

log 7

1

log

log 7

1

z

z

z

z

=

=

 

 
Note that in order to use the fact above we need both logarithms to have coefficients of one and 
so we also had to make quick use of one of the logarithm properties to make sure we had a 
coefficient of one. 
 
Step 2 
Now all we need to do use the fact and solve for z

 

2

2

7

1

7

1

0

z

z

z

z

=

+ =

 

 
In this case we’ll need to use the quadratic formula to finish this out. 

 

( ) ( )

( )( )

( )

2

7

7

4 1 1

7

45

0.1459, 6.8541

2 1

2

z

− − ±

±

=

=

=

 

 
Step 3 
We’re dealing with logarithms and so we need to make sure that we won’t have any problems 
with any of our potential solutions.  In other words, we need to make sure that if we plug either of 
the two potential solutions into the original equation we won’t end up taking the logarithm of a 
negative number or zero. 
 
In this case it is pretty easy to plug them in and see that neither of the two potential solutions will 
result in taking logarithms of negative numbers and so both are solutions to the equation. 
 
In summary then, the solutions to the equation ar, 

7

45

0.1459, 6.8541

2

z

±

=

=

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

139 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Depending upon your preferences either the exact or decimal solution can be used. 
 
Before leaving this solution we should again make a point that not all quadratics will be the 
“simple” type of quadratics that you may be used to solving from an Algebra class.  They can, 
and often will be, messier that those.  That doesn’t mean that you can’t solve them.  They are, for 
all intents and purposes, identical to the types of problems you are used to working.  The only real 
difference is that they numbers are a little messier. 
 
So, don’t get too excited about this kind of problem.  They will happen on occasion and you are 
capable of solving them! 
 

 

11. Find all the solutions to 

2

16

17

11

t

=

+

.  If there are no solutions clearly explain why.  

 
Hint : These look a little different from the first few problems in this section, but they work in 

essentially the same manner.  The main difference is that we’re not dealing with 

power

e

 or 

power

10

 

and so there is no obvious logarithm to use and so can use any logarithm. 
 
Step 1 
First we need to isolate the term with the exponent in it on one side by itself. 

 

2

17

5

t

=

 

 
Step 2 
At this point we need to take the logarithm of both sides so we can use logarithm properties to get 
the t out of the exponent.  It doesn’t matter which logarithm we use, but if we want a decimal 
value for the answer it will need to be one that we can work with.  For this solution we’ll use the 
natural logarithm.   
 
Upon taking the logarithm we then need to use logarithm properties to get the t’s out of the 
exponent at which point we can solve for t.  Here is the rest of the work for this problem, 

 

(

)

( )

(

) ( )

( )

( )

( )

( )

( )

2

ln 17

ln 5

2 ln 17

ln 5

ln 5

2

ln 17

ln 5

2

2.5681

ln 17

t

t

t

x

=

=

− =

= +

=

 

 
Depending upon your preferences either the exact or decimal solution can be used.  Also note that 
if you had used, say the common logarithm, you would get exactly the same answer. 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

140 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

12. Find all the solutions to 

3 8

2

7

11

w

− =

.  If there are no solutions clearly explain why.  

 
Hint : These look a little different from the first few problems in this section, but they work in 

essentially the same manner.  The main difference is that we’re not dealing with 

power

e

 or 

power

10

 

and so there is no obvious logarithm to use and so can use any logarithm. 
 
Step 1 
First we need to isolate the term with the exponent in it on one side by itself. 

 

3 8

2

18

w

=

 

 
Step 2 
At this point we need to take the logarithm of both sides so we can use logarithm properties to get 
the w out of the exponent.  It doesn’t matter which logarithm we use, but if we want a decimal 
value for the answer it will need to be one that we can work with.  For this solution we’ll use the 
natural logarithm.   
 
Upon taking the logarithm we then need to use logarithm properties to get the w’s out of the 
exponent at which point we can solve for w.  Here is the rest of the work for this problem, 

 

(

)

( )

(

) ( )

( )

( )

( )

( )

( )

3 8

ln 2

ln 18

3 8

ln 2

ln 18

ln 18

3 8

ln 2

ln 18

1

3

0.1462

8

ln 2

w

w

w

w

=

=

=

=

= −

 

 
Depending upon your preferences either the exact or decimal solution can be used.  Also note that 
if you had used, say the common logarithm, you would get exactly the same answer. 
 

 
Compound Interest. If we put P dollars into an account that earns interest at a rate of r (written 
as a decimal as opposed to the standard percent) for t years then, 

a.  if interest is compounded m times per year we will have, 

1

t m

r

A

P

m

=

+

 

dollars after t years. 
 

b.  if interest is compounded continuously we will have, 

r t

A

P

e

 

dollars after years. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

141 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
 
13. We have $10,000 to invest for 44 months.  How much money will we have if we put the 
money into an account that has an annual interest rate of 5.5% and interest is compounded, 
 
Hint : There really isn’t a whole lot to these other than to identify the quantities and then plug into 
the appropriate equation and compute the amount.  Also note that you’ll need to make sure that 
you don’t do too much in the way of rounding with the numbers here.  A little rounding can lead 
to very large errors in these kinds of computations. 
 
  
 
(a) quarterly  [Solution] 
From the problem statement we can see that, 

 

5.5

44

11

10000

0.055

100

12

3

P

r

t

=

=

=

=

=

 

 
Remember that the value of r must be given as a decimal, i.e. the percentage divided by 100.  
Also remember that t must be in years and so we’ll need to convert to years. 
 
For this part we are compounding interest rate quarterly and that means it will compound 4 times 
per year and so we also then know that, 

 

4

m

=  

 
At this point all that we need to do is plug into the equation and run the numbers through a 
calculator to compute the amount of money that we’ll have. 

 

( )

(

)

(

)

11

4

44

3

3

0.055

10000 1

10000 1.01375

10000 1.221760422

12217.60

4

A

=

+

=

=

=

 

 
So, we’ll have $12,217.60 in the account after 44 months. 
 
(b) monthly  [Solution] 
From the problem statement we can see that, 

 

5.5

44

11

10000

0.055

100

12

3

P

r

t

=

=

=

=

=

 

 
Remember that the value of r must be given as a decimal, i.e. the percentage divided by 100.  
Also remember that t must be in years and so we’ll need to convert to years. 
 
For this part we are compounding interest rate monthly  and that means it will compound 12 
times per year and so we also then know that, 

 

12

m

=

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

142 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

At this point all that we need to do is plug into the equation and run the numbers through a 
calculator to compute the amount of money that we’ll have. 

 

( )

(

)

(

)

11

12

3

44

0.055

10000 1

10000 1.00453333

10000 1.222876562

12228.77

12

A

=

+

=

=

=

 

 
So, we’ll have $12,228.77 in the account after 44 months. 
 
(c) continuously  [Solution] 
From the problem statement we can see that, 

 

5.5

44

11

10000

0.055

100

12

3

P

r

t

=

=

=

=

=

 

 
Remember that the value of r must be given as a decimal, i.e. the percentage divided by 100.  
Also remember that t must be in years and so we’ll need to convert to years. 
 

For this part we are compounding continuously and so we won’t have an m and will be 
using the other equation and all we have all we need to do the computation so, 

 

(

)

(

)

11

0.055

0.2016666667

3

10000

10000

10000 1.223440127

12234.40

A

 

 

 

=

=

=

=

e

e

 

 
So, we’ll have $12,234.40 in the account after 44 months. 
 

 
Compound Interest. If we put P dollars into an account that earns interest at a rate of r (written 
as a decimal as opposed to the standard percent) for t years then, 

c.  if interest is compounded m times per year we will have, 

1

t m

r

A

P

m

=

+

 

dollars after t years. 
 

d.  if interest is compounded continuously we will have, 

r t

A

P

e

 

dollars after years. 

 
 
14. We are starting with $5000 and we’re going to put it into an account that earns an annual 
interest rate of 12%.  How long should we leave the money in the account in order to double our 
money if interest is compounded, 
 
Hint : Identify the given quantities, plug into the appropriate equation and use the techniques 
from earlier problem to solve for t
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

143 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

  
 
(a) quarterly  [Solution] 
From the problem statement we can see that, 

 

12

10000

5000

0.12

100

A

P

r

=

=

=

=

 

 
Remember that the value of r must be given as a decimal, i.e. the percentage divided by 100.  
Also, for this part we are compounding interest rate quarterly and that means it will compound 4 
times per year and so we also then know that, 

 

4

m

=  

 
Plugging into the equation gives us, 

 

(

)

4

4

0.12

10000

5000 1

5000 1.03

4

t

t

=

+

=

 

 
Using the techniques from this section we can solve for t

 

( )

(

)

( )

(

)

( )

(

)

4

4

2 1.03

ln 2

ln 1.03

ln 2

4 ln 1.03

ln 2

5.8624

4 ln 1.03

t

t

t

t

=
=
=

=

=

 

 
So, we’ll double our money in approximately 5.8624 years. 
 
(b) monthly  [Solution] 
From the problem statement we can see that, 

 

12

10000

5000

0.12

100

A

P

r

=

=

=

=

 

 
Remember that the value of r must be given as a decimal, i.e. the percentage divided by 100.  
Also, for this part we are compounding interest rate monthly and that means it will compound 12 
times per year and so we also then know that, 

 

12

m

=

 

 
Plugging into the equation gives us, 

 

(

)

12

12

0.12

10000

5000 1

5000 1.01

12

t

t

=

+

=

 

 
Using the techniques from this section we can solve for t


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

144 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

( )

(

)

( )

(

)

( )

(

)

12

12

2 1.01

ln 2

ln 1.01

ln 2

12 ln 1.01

ln 2

5.8051

12 ln 1.01

t

t

t

t

=
=
=

=

=

 

 
So, we’ll double our money in approximately 5.8051 years. 
 
(c) continuously  [Solution] 
From the problem statement we can see that, 

 

12

10000

5000

0.12

100

A

P

r

=

=

=

=

 

 
Remember that the value of r must be given as a decimal, i.e. the percentage divided by 100.  For 
this part we are compounding continuously and so we won’t have an m and will be using the 
other equation.  
 
Plugging into the continuously compounding interest equation gives, 

 

0.12

10000

5000

t

=

e

 

 
Now, solving this gives, 

 

( )

( )

( )

( )

0.12

0.12

2

ln 2

ln

ln 2

0.12

ln 2

5.7762

0.12

t

t

t

t

=
=
=

=

=

e

e

 

 
So, we’ll double our money in approximately 5.7762 years. 
 

 
Exponential Growth/Decay.  Many quantities in the world can be modeled (at least for a short 
time) by the exponential growth/decay equation. 

 

0

k t

Q

Q

e

 

If k is positive then we will get exponential growth and if k is negative we will get exponential 
decay. 
 
 
15. A population of bacteria initially has 250 present and in 5 days there will be 1600 bacteria 
present. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

145 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
  
 
(a) Determine the exponential growth equation for this population.   
 
Hint : We have an equation with two unknowns and two values of the population at two times so 
use these values to find the two unknowns. 
 
[Solution] 
We can start off here by acknowledging that we know, 

 

( )

( )

0

250

and

5

1600

Q

Q

=

=

 

 
If we use the first condition in the equation we get, 

 

( )

( )

0

0

0

0

250

0

250

k

Q

Q

Q

Q

=

=

=

=

e

 

 
We now know the first unknown in the equation.  Plugging this as well as the second condition 
into the equation gives us, 

 

( )

5

1600

5

250

k

Q

=

=

 

 
We can use techniques from earlier problems in this section to determine the value of k

 

5

5

1600

250

1600

250

32

ln

5

5

1

32

ln

0.3712596

5

5

k

k

k

k

=

=

 =

=

=

e

e

 

Depending upon your preferences we can use either the exact value or the decimal value.  Note 
however that because k is in the exponent of an exponential function we’ll need to use quite a few 
decimal places to avoid potentially large differences in the value that we’d get if we rounded off 
too much. 
 
Putting all of this together the exponential growth equation for this population is, 

 

1

32

ln

5

5

250

t

Q

=

e

 

 
(b) How long will it take for the population to grow from its initial population of 250 to  
      a population of 2000?  [Solution] 
What we’re really being asked to do here is to solve the equation, 

 

( )

1

32

ln

5

5

2000

250

t

Q t

=

=

e

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

146 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

and we know from earlier problems in this section how to do that.  Here is the solution work for 
this part. 

 

( )

( )

( )

1

32

ln

5

5

32

5

2000

250

1

32

ln 8

ln

5

5

5 ln 8

5.6010

ln

t

t

t

=

=

=

=

e

 

 
It will take 5.601 days for the population to reach 2000. 
 

 
Exponential Growth/Decay.  Many quantities in the world can be modeled (at least for a short 
time) by the exponential growth/decay equation. 

 

0

k t

Q

Q

e

 

If k is positive then we will get exponential growth and if k is negative we will get exponential 
decay. 
 
 
16. We initially have 100 grams of a radioactive element and in 1250 years there will be 80 grams 
left. 
 
  
 
(a) Determine the exponential decay equation for this element.   
 
Hint : We have an equation with two unknowns and two values of the amount of the element left 
at two times so use these values to find the two unknowns. 
 
[Solution] 
We can start off here by acknowledging that we know, 

 

( )

(

)

0

100

and

1250

80

Q

Q

=

=

 

 
If we use the first condition in the equation we get, 

 

( )

( )

0

0

0

0

100

0

100

k

Q

Q

Q

Q

=

=

=

=

e

 

 
We now know the first unknown in the equation.  Plugging this as well as the second condition 
into the equation gives us, 

 

(

)

1250

80

1250

100

k

Q

=

=

e

 

 
We can use techniques from earlier problems in this section to determine the value of k


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

147 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

1250

1250

80 100

80

100

4

ln

1250

5

1

4

ln

0.000178515

1250

5

k

k

k

k

=

=

  =

 

 

 

=

= −

 

 

e

e

 

Depending upon your preferences we can use either the exact value or the decimal value.  Note 
however that because k is in the exponent of an exponential function we’ll need to use quite a few 
decimal places to avoid potentially large differences in the value that we’d get if we rounded off 
too much. 
 
Putting all of this together the exponential decay equation for this population is, 

 

1

4

ln

1250

5

100

t

Q

 

 

 

=

e

 

 
(b) How long will it take for half of the element to decay?   [Solution] 
What we’re really being asked to do here is to solve the equation, 

 

( )

1

4

ln

1250

5

50

100

t

Q t

 

 

 

=

=

e

 

and we know from earlier problems in this section how to do that.  Here is the solution work for 
this part. 

 

( )

( )

1

4

ln

1250

5

1
2

4
5

50

100

1

1

4

ln

ln

2

1250

5

1250 ln

3882.8546

ln

t

t

t

 

 

 

=

 

 

=

 

 

 

 

=

=

e

 

 
It will take 3882.8546 years for half of the element to decay.  On a side note this time is called the 
half-life of the element. 
 
(c) How long will it take until there is only 1 gram of the element left?   [Solution] 
In this part we’re being asked to solve the equation, 

 

( )

1

4

ln

1250

5

1

100

t

Q t

 

 

 

=

=

e

 

and we know from earlier problems in this section how to do that.  Here is the solution work for 
this part. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

148 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

( )

( )

1

4

ln

1250

5

1

100

4
5

1

100

1

1

4

ln

ln

100

1250

5

1250 ln

25797.1279

ln

t

t

t

 

 

 

=

 

=

 

 

=

=

e

 

 
There will only be 1 gram of the element left after 25,797.1279 years. 
 

 
 
 

 

Review : Common Graphs 

 

1. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

4

2

3

y

x

=

.  

 
Solution 

This is just a line with slope 

4

3

 and y-intercept 

(

)

0, 2

 so here is the graph. 

 

 

 
 

2. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

( )

3

f x

x

= −

.  

 

Hint : Recall that the graph of 

(

)

g x c

+

 is simply the graph of 

( )

g x

 shifted right by c units if 

0

c

<

 or shifted left by c units if 

0

c

>


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

149 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Solution 

Recall the basic Algebraic transformations.  If we know the graph of 

( )

g x

 then the graph of 

(

)

g x c

+

 is simply the graph of 

( )

g x

 shifted right by c units if 

0

c

<

 or shifted left by c units if 

0

c

>

 

So, in our case if 

( )

g x

x

=

 we can see that, 

 

( )

(

)

3

3

f x

x

g x

= − =

−  

and so the graph we’re being asked to sketch is the graph of the absolute value function shifted 
right by 3 units. 
 

Here is the graph of 

( )

3

f x

x

= −

 and note that to help see the transformation we have also 

sketched in the graph of 

( )

g x

x

=

 

 

 

 
 

3. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

( )

( )

sin

6

g x

x

=

+

.  

 

Hint : Recall that the graph of 

( )

f x

c

+

 is simply the graph of 

( )

f x

 shifted down by c units if 

0

c

<

 or shifted up by c units if 

0

c

>

 
Solution 

Recall the basic Algebraic transformations.  If we know the graph of 

( )

f x

 then the graph of 

( )

f x

c

+

 is simply the graph of 

( )

f x

 shifted down by c units if 

0

c

<

 or shifted up by c units 

if 

0

c

>


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

150 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

So, in our case if 

( )

( )

sin

f x

x

=

 we can see that, 

 

( )

( )

( )

sin

6

6

g x

x

f x

=

+ =

+  

and so the graph we’re being asked to sketch is the graph of the sine function shifted up by 6 
units. 
 

Here is the graph of 

( )

( )

sin

6

g x

x

=

+

 and note that to help see the transformation we have also 

sketched in the graph of 

( )

( )

sin

f x

x

=

 

 

 

 
 

4. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

( )

( )

ln

5

f x

x

=

.  

 

Hint : Recall that the graph of 

( )

g x

c

+

 is simply the graph of 

( )

g x

 shifted down by c units if 

0

c

<

 or shifted up by c units if 

0

c

>

 
Solution 

Recall the basic Algebraic transformations.  If we know the graph of 

( )

g x

 then the graph of 

( )

g x

c

+

 is simply the graph of 

( )

g x

 shifted down by c units if 

0

c

<

 or shifted up by c units if 

0

c

>

 

So, in our case if 

( )

( )

ln

g x

x

=

 we can see that, 

 

( )

( )

( )

ln

5

5

f x

x

g x

=

− =

−  

and so the graph we’re being asked to sketch is the graph of the natural logarithm function shifted 
down by 5 units. 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

151 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Here is the graph of 

( )

( )

ln

5

f x

x

=

 and note that to help see the transformation we have also 

sketched in the graph of 

( )

( )

ln

g x

x

=

 

 

 

 
 

5. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

( )

cos

2

h x

x

π

=

+

.  

 

Hint : Recall that the graph of 

(

)

g x c

+

 is simply the graph of 

( )

g x

 shifted right by c units if 

0

c

<

 or shifted left by c units if 

0

c

>

 
Solution 

Recall the basic Algebraic transformations.  If we know the graph of 

( )

g x

 then the graph of 

(

)

g x c

+

 is simply the graph of 

( )

g x

 shifted right by c units if 

0

c

<

 or shifted left by c units if 

0

c

>

 

So, in our case if 

( )

( )

cos

g x

x

=

 we can see that, 

 

( )

cos

2

2

h x

x

g x

π

π

=

+

=

+

 

and so the graph we’re being asked to sketch is the graph of the cosine function shifted left by 

2

π

 

units. 
 

Here is the graph of 

( )

cos

2

h x

x

π

=

+

 and note that to help see the transformation we have 

also sketched in the graph of 

( )

( )

cos

g x

x

=


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

152 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 

 

 
 

6. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

( ) (

)

2

3

4

h x

x

=

+

.  

 
Hint : The Algebraic transformations that we used to help us graph the first few graphs in this 
section can be used together to shift the graph of a function both up/down and right/left at the 
same time. 
 
Solution 
The Algebraic transformations we were using in the first few problems of this section can be 
combined to shift a graph up/down and right/left at the same time.  If we know the graph of 

( )

g x

 then the graph of 

(

)

g x c

k

+ +

 is simply the graph of 

( )

g x

 shifted right by c units if 

0

c

<

 or shifted left by c units if 

0

c

>

 and shifted up by k units if 

0

k

>

 or shifted down by k 

units if 

0

k

<

 

So, in our case if 

( )

2

g x

x

=

 we can see that, 

 

( ) (

)

(

)

2

3

4

3

4

h x

x

g x

=

+ =

− +

 

and so the graph we’re being asked to sketch is the graph of 

( )

2

g x

x

=

shifted right by 3 units 

and up by 4 units. 
 

Here is the graph of 

( ) (

)

2

3

4

h x

x

=

+

 and note that to help see the transformation we have 

also sketched in the graph of 

( )

2

g x

x

=

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

153 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 

 
 

7. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

( )

2

3

x

W x

+

=

e

.  

 
Hint : The Algebraic transformations that we used to help us graph the first few graphs in this 
section can be used together to shift the graph of a function both up/down and right/left at the 
same time. 
 
Solution 
The Algebraic transformations we were using in the first few problems of this section can be 
combined to shift a graph up/down and right/left at the same time.  If we know the graph of 

( )

g x

 then the graph of 

(

)

g x c

k

+ +

 is simply the graph of 

( )

g x

 shifted right by c units if 

0

c

<

 or shifted left by c units if 

0

c

>

 and shifted up by k units if 

0

k

>

 or shifted down by k 

units if 

0

k

<

 

So, in our case if 

( )

x

g x

e

 we can see that, 

 

( )

(

)

2

3

2

3

x

W x

g x

+

=

− =

+ −

e

 

and so the graph we’re being asked to sketch is the graph of 

( )

x

g x

e

shifted left by 2 units and 

down by 3 units. 
 

Here is the graph of 

( )

2

3

x

W x

+

=

e

 and note that to help see the transformation we have also 

sketched in the graph of 

( )

x

g x

e

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

154 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 

In this case the resulting sketch of 

( )

W x

 that we get by shifting the graph of 

( )

g x

 is not really 

the best, as it pretty much cuts off at 

0

x

=

 so in this case we should probably extend the graph of 

( )

W x

 a little.  Here is a better sketch of the graph. 

 

 

 
 

8. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

( ) (

)

2

1

2

f y

y

=

+

.  

 
Hint : The Algebraic transformations can also be used to help us sketch graphs of functions in the 

form 

( )

x

f y

=

, but we do need to remember that we’re now working with functions in which 

the variables have been interchanged. 
 
Solution 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

155 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Even though our function is in the form 

( )

x

f y

=

 we can still use the Algebraic transformations 

to help us sketch this graph.  We do need to be careful however and remember that we’re working 
with interchanged variables and so the transformations will also switch. 
 

In this case if we know the graph of 

( )

h y

 then the graph of 

(

)

h y c

k

+ +

 is simply the graph of 

( )

h x

 shifted up by c units if 

0

c

<

 or shifted down by c units if 

0

c

>

 and shifted right by k 

units if 

0

k

>

 or shifted left by k units if 

0

k

<

 

So, in our case if 

( )

2

h y

y

=

 we can see that, 

 

( ) (

)

(

)

2

1

2

1

2

f y

y

h y

=

+ =

− +

 

and so the graph we’re being asked to sketch is the graph of 

( )

2

h y

y

=

shifted up by 1 units and 

right by 2 units. 
 

Here is the graph of 

( ) (

)

2

1

2

f y

y

=

+

 and note that to help see the transformation we have 

also sketched in the graph of 

( )

2

h y

y

=

 

 

 

 
 

9. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

( )

R x

x

= −

.  

 

Hint : Recall that the graph of 

( )

f x

 is the graph of 

( )

f x

 reflected about the x-axis. 

 
Solution 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

156 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Recall the basic Algebraic transformations.  If we know the graph of 

( )

f x

 then the graph of 

( )

f x

 is simply the graph of 

( )

f x

 reflected about the x-axis. 

 

So, in our case if 

( )

f x

x

=

 we can see that, 

 

( )

( )

R x

x

f x

= −

= −

 

and so the graph we’re being asked to sketch is the graph of the square root function reflected 
about the x-axis. 
 

Here is the graph of 

( )

R x

x

= −

 (the solid curve) and note that to help see the transformation 

we have also sketched in the graph of 

( )

f x

x

=

 (the dashed curve). 

 

 

 

 
 

10. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

( )

g x

x

= −

.  

 

Hint : Recall that the graph of 

( )

f

x

 is the graph of 

( )

f x

 reflected about the y-axis. 

 
Solution 
First, do not get excited about the minus sign under the root.  We all know that we won’t get real 
numbers if we take the square root of a negative number, but that minus sign doesn’t necessarily 
mean that we’ll be taking the square root of negative numbers.  If we plug in positive value of x 
then clearly we will be taking the square root of negative numbers, but if we plug in negative 
values of x we will now be taking the square root of positive numbers and so there really is 
nothing wrong with the function as written.  We’ll just be using a different set of x’s than what we 
may be used to working with when dealing with square roots. 
 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

157 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

Now, recall the basic Algebraic transformations.  If we know the graph of 

( )

f x

 then the graph 

of 

( )

f

x

 is simply the graph of 

( )

f x

 reflected about the y-axis. 

 

So, in our case if 

( )

f x

x

=

 we can see that, 

 

( )

( )

g x

x

f

x

= − =

−  

and so the graph we’re being asked to sketch is the graph of the square root function reflected 
about the y-axis. 
 

Here is the graph of 

( )

g x

x

= −

 and note that to help see the transformation we have also 

sketched in the graph of 

( )

f x

x

=

 

 

 

 
 

11. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

( )

2

2

3

4

h x

x

x

=

+

.  

 

Hint : Recall that the graph of 

( )

2

f x

ax

bx c

=

+

+

 is the graph of a parabola with vertex 

,

2

2

b

b

f

a

a

 that opens upwards if 

0

a

>

 and downwards if 

0

a

<

 and y-intercept at 

( )

0, c

 . 

 
Solution 

We know that the graph of 

( )

2

f x

ax

bx c

=

+

+

 will be a parabola that opens upwards if 

0

a

>

 

and opens downwards if 

0

a

<

.  We also know that its vertex is at, 

 

,

2

2

b

b

f

a

a

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

158 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

The y-intercept of the parabola is the point 

( )

(

)

( )

0,

0

0,

f

c

=

 and the x-intercepts (if any) are 

found by solving 

( )

0

f x

=

 

 
So, or our case we know we have a parabola that opens upwards and that its vertex is at, 

 

( )

( )

(

)

3

3

3

3

3 23

,

,

,

0.75, 2.875

2 2

2 2

4

4

4 8

f

f

 

=

=

=

 

 

 

 

We can also see that the y-intercept is 

( )

0, 4

.  Because the vertex is above the x-axis and the 

parabola opens upwards we can see that there will be no x-intercepts.   
 
It is usually best to have at least one point on either side of the vertex and we know that parabolas 
are symmetric about the vertical line running through the vertex.  Therefore, because we know 
that the y-intercept is 0.75 units to the left of the vertex that we must also have a point that is 0.75 

to the right of the vertex with the same y-value and this point is : 

(

)

1.5, 4

 
Here is a sketch of this parabola. 
 

 

 

 
 

12. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

( )

2

4

8

3

f y

y

y

= −

+

+

.  

 

Hint : Recall that the graph of 

( )

2

f y

ay

by

c

=

+

+

 is the graph of a parabola with vertex 

,

2

2

b

b

f

a

a

 that opens towards the right if 

0

a

>

 and towards the left if 

0

a

<

 and x-

intercept at 

( )

, 0

c

 . 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

159 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 
Solution 

We know that the graph of 

( )

2

f y

ay

by c

=

+

+

 will be a parabola that opens towards the right 

if 

0

a

>

 and opens towards the left if 

0

a

<

.  We also know that its vertex is at, 

 

,

2

2

b

b

f

a

a

 

The x-intercept of the parabola is the point 

( )

(

)

( )

0 , 0

, 0

f

c

=

 and the x-intercepts (if any) are 

found by solving 

( )

0

f y

=

 

 
So, or our case we know we have a parabola that opens towards the left and that its vertex is at, 

 

( )

( )

( )

(

)

( )

8

8

,

1 ,1

7,1

2

4

2

4

f

f

=

=

 

 

We can also see that the y-intercept is 

( )

3, 0

.   

 

To find the y-intercepts all we need to do is solve : 

2

4

8

3

0

y

y

+

+ =

.  

 

( )( )

( )

2

8

8

4

4 3

8

112

8 4 7

2

7

0.3229, 2.3229

2

4

8

8

2

y

− ±

− −

− ±

− ±

±

=

=

=

=

= −

 

So, the two y-intercepts are : 

(

)

0, 0.3229

 and 

(

)

0, 2.3229

.   

 
Here is a sketch of this parabola. 
 

 

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

160 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

13. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

(

) (

)

2

2

1

5

9

x

y

+

+

=

.  

 
 
Solution 

This is just a circle in standard form and so we can see that it has a center of 

(

)

1, 5

 and a radius 

of 3.  Here is a quick sketch of the circle. 

 

 

 
 

14. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

2

2

4

6

87

0

x

x

y

y

+

=

.  

 
Hint : Complete the square a couple of times to put this into standard from.  This will allow you 
to identify the type of graph this will be . 
 
Solution 
The first thing that we should do is complete the square on the x’s and the y’s to see what we’ve 
got here.  This could be a circle, ellipse, or hyperbola and completing the square a couple of times 
will put it into standard form and we’ll be able to identify the graph at that point. 
 
Here is the completing the square work. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

161 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

(

)

(

)

(

) (

)

(

) (

)

2

2

2

2

2

2

4

4 4

6

9 9

87

0

2

3

100

0

2

3

100

x

x

y

y

x

y

x

y

+ − +

+ − −

=

+

=

+

=

 

 

So, we’ve got a circle with center 

( )

2, 3

 and radius 10.  Here is a sketch of the circle. 

 

 

 
 

15. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

(

)

2

2

25

2

1

16

y

x

+

+

=

.  

 
 
Solution 
This is just an ellipse that is almost in standard form.  With a little rewrite we can put it into 
standard form as follows, 

 

(

)

2

2

2

1

1

4

25

x

y

+

+

=  

  

We can now see that the ellipse has a center of 

(

)

2, 0

 while the left/right most points will be 

1

0.2

5

=

 units away from the center and the top/bottom most points will be 2 units away from the 

center.  Here is a quick sketch of the ellipse. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

162 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 

 
 

16. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

(

)

2

2

6

1

9

y

x

+

=

.  

 
 
Solution 

This is just an ellipse that is in standard form (if it helps rewrite the first term as 

2

1

x

) and so we 

can see that it has a center of 

( )

0, 6

 while the left/right most points will be 1 unit away from the 

center and the top/bottom most points will be 3 units away from the center.   
 
Here is a quick sketch of the ellipse. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

163 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 

 
 

17. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

2

2

1

36

49

x

y

=

.  

 
 
Solution 
This is a hyperbola in standard form with the minus sign in front of the y term and so will open 

right and left.  The center of the hyperbola is at 

( )

0, 0

, the two vertices are at 

(

)

6, 0

 and 

( )

6, 0

, and the slope of the two asymptotes are 

7

6

±

 
Here is a quick sketch of the hyperbola. 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

164 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

 

 

 
 

18. Without using a graphing calculator sketch the graph of 

(

) (

)

2

2

4

2

1

16

x

y

+

+

=

.  

 
 
Solution 
This is a hyperbola in standard form with the minus sign in front of the x term and so will open up 

and down.  The center of the hyperbola is at 

(

)

4, 2

− −

, the two vertices are at 

(

)

1, 1

− −

 and 

(

)

1, 3

− −

, and the slope of the two asymptotes are 

1

4

±

 
Here is a quick sketch of the hyperbola. 

 

 

 


background image

Calculus I 

© 2007 Paul Dawkins 

165 

http://tutorial.math.lamar.edu/terms.aspx 

 

  
 
 
 




رفعت المحاضرة من قبل: عبدالله الحمداني
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 157 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل