Пошаговое решение:
- Шаг 1: Преобразуем уравнение, разделив обе части на \( 3^{\cos x} \) (учтем, что \( 3^{\cos x} ≠ 0 \)):
\( \frac{15^{\cos x}}{3^{\cos x}} = 5^{\sin x} \)
\( (\frac{15}{3})^{\cos x} = 5^{\sin x} \)
\( 5^{\cos x} = 5^{\sin x} \) - Шаг 2: Приравняем показатели степени, так как основания равны:
\( \cos x = \sin x \) - Шаг 3: Разделим обе части уравнения на \( \cos x \) (учтем, что \( \cos x ≠ 0 \), так как если \( \cos x = 0 \), то \( \sin x = ± 1 \), что не удовлетворяет \( \cos x = \sin x \)):
\( 1 = \frac{\sin x}{\cos x} \)
\( \tan x = 1 \) - Шаг 4: Найдем общие решения уравнения \( \tan x = 1 \).
\( x = \frac{\pi}{4} + \pi n \), где \( n ∈ ℤ \).
б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку [5π, 13π/2].
- Шаг 1: Подставим найденные решения в условие принадлежности отрезку:
\( 5π ≤ \frac{π}{4} + π n ≤ \frac{13π}{2} \) - Шаг 2: Разделим все части неравенства на \( π \):
\( 5 ≤ \frac{1}{4} + n ≤ \frac{13}{2} \) - Шаг 3: Вычтем \( \frac{1}{4} \) из всех частей неравенства:
\( 5 - \frac{1}{4} ≤ n ≤ \frac{13}{2} - \frac{1}{4} \)
\( \frac{20-1}{4} ≤ n ≤ \frac{26-1}{4} \)
\( \frac{19}{4} ≤ n ≤ \frac{25}{4} \) - Шаг 4: Переведем дроби в десятичный вид:
\( 4.75 ≤ n ≤ 6.25 \) - Шаг 5: Так как \( n \) — целое число, возможные значения \( n \) равны 5 и 6.
- Шаг 6: Найдем соответствующие значения \( x \) при \( n=5 \) и \( n=6 \).
При \( n=5 \): \( x = \frac{π}{4} + 5π = \frac{π + 20π}{4} = \frac{21π}{4} \).
При \( n=6 \): \( x = \frac{π}{4} + 6π = \frac{π + 24π}{4} = \frac{25π}{4} \).
Ответ: а) \( x = \frac{π}{4} + π n \), где \( n ∈ ℤ \); б) \( \frac{21π}{4} \), \( \frac{25π}{4} \)