Краткое пояснение:
Данное тригонометрическое уравнение решается путем преобразования синуса в косинус с использованием основного тригонометрического тождества \( \sin^2 x + \cos^2 x = 1 \). После этого уравнение сводится к квадратному относительно \( \cos x \).
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Заменим \( \sin^2 x \) на \( 1 - \cos^2 x \).
\( 4(1 - \cos^2 x) - 4 \cos x - 1 = 0 \) - Шаг 2: Раскроем скобки и приведем подобные слагаемые.
\( 4 - 4\cos^2 x - 4\cos x - 1 = 0 \)
\( -4\cos^2 x - 4\cos x + 3 = 0 \)
\( 4\cos^2 x + 4\cos x - 3 = 0 \) - Шаг 3: Введем замену переменной: пусть \( y = \cos x \). Уравнение примет вид:
\( 4y^2 + 4y - 3 = 0 \) - Шаг 4: Решим квадратное уравнение. Дискриминант \( D = b^2 - 4ac = 4^2 - 4(4)(-3) = 16 + 48 = 64 \).
\( y = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-4 \pm \sqrt{64}}{2(4)} = \frac{-4 \pm 8}{8} \) - Шаг 5: Найдем значения \( y \).
\( y_1 = \frac{-4 + 8}{8} = \frac{4}{8} = \frac{1}{2} \)
\( y_2 = \frac{-4 - 8}{8} = \frac{-12}{8} = -\frac{3}{2} \) - Шаг 6: Вернемся к замене \( y = \cos x \).
\( \cos x = \frac{1}{2} \) или \( \cos x = -\frac{3}{2} \). - Шаг 7: Решим тригонометрические уравнения.
\( \cos x = \frac{1}{2} \) имеет решения \( x = \pm \frac{\pi}{3} + 2\pi k \), где \( k \) — любое целое число.
\( \cos x = -\frac{3}{2} \) не имеет решений, так как \( -1 \le \cos x \le 1 \).
Ответ: \( x = \pm \frac{\pi}{3} + 2\pi k \), где \( k \in \mathbb{Z} \).