Краткое пояснение: Необходимо решить тригонометрические уравнения и найти корни, принадлежащие заданным промежуткам.
Задание №1
а) Решим уравнение: cos(2x) = sin(3π/2 - x)
- Воспользуемся формулой приведения: sin(3π/2 - x) = -cos(x)
- Тогда уравнение примет вид: cos(2x) = -cos(x)
- Применим формулу двойного угла: 2cos2(x) - 1 = -cos(x)
- Перенесём все в одну сторону: 2cos2(x) + cos(x) - 1 = 0
Введём замену: y = cos(x). Получаем квадратное уравнение:
- 2y2 + y - 1 = 0
- Решим квадратное уравнение:
D = 12 - 4 * 2 * (-1) = 1 + 8 = 9
y1 = (-1 + 3) / 4 = 1/2
y2 = (-1 - 3) / 4 = -1
Вернёмся к замене:
- cos(x) = 1/2 => x = ±arccos(1/2) + 2πk, k ∈ Z => x = ±π/3 + 2πk, k ∈ Z
- cos(x) = -1 => x = π + 2πn, n ∈ Z
б) Найдём корни, принадлежащие отрезку [0; π]:
- x = π/3 (при k = 0)
- x = π (при n = 0)
Ответ: а) x = ±π/3 + 2πk, k ∈ Z; x = π + 2πn, n ∈ Z; б) x = π/3, x = π
Задание №2
а) Решим уравнение: 2sin3(x) + √3 ⋅ sin(2x) = 3.5sin(x)
- Преобразуем sin(2x): 2sin3(x) + √3 ⋅ 2sin(x)cos(x) = 3.5sin(x)
- Перенесём все в одну сторону: 2sin3(x) + 2√3 sin(x)cos(x) - 3.5sin(x) = 0
- Вынесем sin(x) за скобки: sin(x)(2sin2(x) + 2√3 cos(x) - 3.5) = 0
Получаем два случая:
- sin(x) = 0 => x = πk, k ∈ Z
- 2sin2(x) + 2√3 cos(x) - 3.5 = 0
Преобразуем sin2(x) = 1 - cos2(x):
- 2(1 - cos2(x)) + 2√3 cos(x) - 3.5 = 0
- 2 - 2cos2(x) + 2√3 cos(x) - 3.5 = 0
- -2cos2(x) + 2√3 cos(x) - 1.5 = 0
- Умножим на -1: 2cos2(x) - 2√3 cos(x) + 1.5 = 0
Введём замену: y = cos(x). Получаем квадратное уравнение:
- 2y2 - 2√3 y + 1.5 = 0
- Разделим на 2: y2 - √3 y + 0.75 = 0
- Решим квадратное уравнение:
D = (-√3)2 - 4 * 1 * 0.75 = 3 - 3 = 0
y = (√3) / 2
Вернёмся к замене:
- cos(x) = (√3) / 2 => x = ±arccos((√3) / 2) + 2πk, k ∈ Z => x = ±π/6 + 2πk, k ∈ Z
б) Определим корни, принадлежащие промежутку [4π; 5π]:
- Для x = πk: 4π ≤ πk ≤ 5π => 4 ≤ k ≤ 5 => k = 4, 5 => x = 4π, 5π
- Для x = π/6 + 2πk: 4π ≤ π/6 + 2πk ≤ 5π => 4 ≤ 1/6 + 2k ≤ 5 => 23/12 ≤ k ≤ 29/12 => k = 2 => x = π/6 + 4π = 25π/6
- Для x = -π/6 + 2πk: 4π ≤ -π/6 + 2πk ≤ 5π => 4 ≤ -1/6 + 2k ≤ 5 => 25/12 ≤ k ≤ 31/12 => k = 3 => x = -π/6 + 6π = 35π/6
Ответ: а) x = πk, k ∈ Z; x = ±π/6 + 2πk, k ∈ Z; б) x = 4π, 5π, 25π/6, 35π/6