Данное уравнение:
\[ \cos^2 x - \sin \left( x + \frac{\pi}{2} \right) = 2 \]Воспользуемся формулой приведения \( \sin \left( \alpha + \frac{\pi}{2} \right) = \cos \alpha \). Получим:
\[ \cos^2 x - \cos x = 2 \]Перенесём все члены уравнения в левую часть:
\[ \cos^2 x - \cos x - 2 = 0 \]Введём замену переменной \( y = \cos x \). Уравнение примет вид:
\[ y^2 - y - 2 = 0 \]Решим квадратное уравнение относительно \( y \). Найдем дискриминант:
\[ D = \left( -1 \right)^2 - 4 \cdot 1 \cdot \left( -2 \right) = 1 + 8 = 9 \]Найдем корни \( y \):
\[ y_1 = \frac{-\left( -1 \right) + \sqrt{9}}{2 \cdot 1} = \frac{1 + 3}{2} = 2 \]\[ y_2 = \frac{-\left( -1 \right) - \sqrt{9}}{2 \cdot 1} = \frac{1 - 3}{2} = -1 \]Теперь вернёмся к замене \( y = \cos x \).
1. \( \cos x = 2 \)
Это уравнение не имеет решений, так как значение косинуса не может быть больше 1.
2. \( \cos x = -1 \)
Решением этого уравнения является \( x = \pi + 2\pi k \), где \( k \in \mathbb{Z} \) (целые числа).
Ответ: \( x = \pi + 2\pi k, \; k \in \mathbb{Z} \).