Задание: Зная, что \( \sin \alpha + \cos \alpha = \frac{1}{2} \), найти \( \sin^4 \alpha + \cos^4 \alpha \).
Из предыдущего задания мы знаем, что \( 2 \sin \alpha \cos \alpha = -\frac{3}{4} \), следовательно, \( \sin \alpha \cos \alpha = -\frac{3}{8} \>.
Возведём в квадрат равенство \( \sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha = 1 \):
\[ \left( \sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha \right)^2 = 1^2 \]Раскроем скобки:
\[ \sin^4 \alpha + 2 \sin^2 \alpha \cos^2 \alpha + \cos^4 \alpha = 1 \]Перегруппируем слагаемые:
\[ \sin^4 \alpha + \cos^4 \alpha + 2 (\sin \alpha \cos \alpha)^2 = 1 \]Подставим значение \( \sin \alpha \cos \alpha = -\frac{3}{8} \):
\[ \sin^4 \alpha + \cos^4 \alpha + 2 \left(-\frac{3}{8}\right)^2 = 1 \]\[ \sin^4 \alpha + \cos^4 \alpha + 2 \left(\frac{9}{64}\right) = 1 \]
\[ \sin^4 \alpha + \cos^4 \alpha + \frac{18}{64} = 1 \]\[ \sin^4 \alpha + \cos^4 \alpha + \frac{9}{32} = 1 \]
Теперь найдём \( \sin^4 \alpha + \cos^4 \alpha \):
\[ \sin^4 \alpha + \cos^4 \alpha = 1 - \frac{9}{32} \]\[ \sin^4 \alpha + \cos^4 \alpha = \frac{32}{32} - \frac{9}{32} \]
\[ \sin^4 \alpha + \cos^4 \alpha = \frac{23}{32} \]Ответ: \( \frac{23}{32} \).