Вопрос задан 13.09.2025 в 12:02. Предмет Математика. Спрашивает Райская Настя.

А)cos²x - sinx = √2sin(x + π/4) Б)Определите, какие из его корней принадлежат отрезку [-4π; -π/2]

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Калаев Сергей.

Решу по шагам.

А) Решение уравнения

cos2xsinx=2sin ⁣(x+π4).\cos^2 x-\sin x=\sqrt2\,\sin\!\left(x+\frac\pi4\right).

Заметим, что 2sin ⁣(x+π4)=sinx+cosx\sqrt2\,\sin\!\left(x+\frac\pi4\right)=\sin x+\cos x. Тогда уравнение эквивалентно

cos2x2sinxcosx=0.\cos^2x-2\sin x-\cos x=0.

Введём стандартную подстановку t=tanx2t=\tan\frac x2 (формулы Вейерштрасса):

sinx=2t1+t2,cosx=1t21+t2,cos2x=(1t2)2(1+t2)2.\sin x=\frac{2t}{1+t^2},\qquad \cos x=\frac{1-t^2}{1+t^2},\qquad \cos^2x=\frac{(1-t^2)^2}{(1+t^2)^2}.

Подставляя и приводя к общему знаменателю, получаем

(1t2)2(1+t2)24t1+t21t21+t2=0        2t(t32t2t2)=0.\frac{(1-t^2)^2}{(1+t^2)^2}-\frac{4t}{1+t^2}-\frac{1-t^2}{1+t^2}=0 \;\;\Longrightarrow\;\; 2t\bigl(t^3-2t^2-t-2\bigr)=0.

Отсюда два случая:

  1. t=0tanx2=0x=2πk,  kZt=0\Rightarrow \tan\frac x2=0\Rightarrow x=2\pi k,\; k\in\mathbb Z.

  2. tt — корень кубики t32t2t2=0t^3-2t^2-t-2=0. У неё единственный действительный корень

t02,6589670819.t_0\approx 2{,}6589670819.

Тогда

x=2arctant0+2πk    2,4221479678+2πk,kZ.x=2\arctan t_0+2\pi k \;\approx\; 2{,}4221479678+2\pi k,\quad k\in\mathbb Z.

Итак, общее решение:

x=2πkилиx=α+2πk(kZ),    α:=2arctant02,4221479678.\boxed{\,x=2\pi k\quad\text{или}\quad x=\alpha+2\pi k\,(k\in\mathbb Z),\;\;\alpha:=2\arctan t_0\approx2{,}4221479678\, }.

Б) Корни на отрезке [4π;π2][-4\pi;\,-\tfrac\pi2]

  1. Семейство x=2πkx=2\pi k: неравенство 4π2πkπ2-4\pi\le 2\pi k\le -\frac\pi2 даёт k{2,1}k\in\{-2,-1\}.

x=4π,  2π.x=-4\pi,\; -2\pi.
  1. Семейство x=α+2πkx=\alpha+2\pi k с α2,4221\alpha\approx2{,}4221: требуется

4πα+2πkπ2    k{2,1}.-4\pi\le \alpha+2\pi k\le -\frac\pi2 \;\Longrightarrow\; k\in\{-2,-1\}.

Похожие вопросы

Математика 14.06.2025 12:20 11 Иванова Аня
Математика 08.08.2025 23:25 17 Рубчинская Аполлинария

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Математика 08.09.2025 07:58 6 Белоусов Андрей
Задать вопрос