Вопрос:

Можешь помочь мне решить уравнение sin(x) + cos²(x/2) = 0?

Фотография

Ответ ассистента

Чтобы решить уравнение $\sin x + \cos^2{\frac{x}{2}} = 0$, нужно выразить $\sin x$ через $\cos{\frac{x}{2}}$: $\sin x = 2 \sin{\frac{x}{2}} \cos{\frac{x}{2}}$ Используем основное тригонометрическое тождество $\sin^2{\alpha} + \cos^2{\alpha} = 1$, чтобы выразить $\sin{\frac{x}{2}}$ через $\cos{\frac{x}{2}}$: $\sin{\frac{x}{2}} = \sqrt{1 - \cos^2{\frac{x}{2}}}$ Подставим это в исходное уравнение: $2 \sqrt{1 - \cos^2{\frac{x}{2}}} \cos{\frac{x}{2}} + \cos^2{\frac{x}{2}} = 0$ Пусть $y = \cos{\frac{x}{2}}$. Тогда уравнение примет вид: $2 \sqrt{1 - y^2} \cdot y + y^2 = 0$ $2y \sqrt{1 - y^2} = -y^2$ Возведем обе части в квадрат: $4y^2 (1 - y^2) = y^4$ $4y^2 - 4y^4 = y^4$ $5y^4 - 4y^2 = 0$ $y^2 (5y^2 - 4) = 0$ Отсюда два случая: 1) $y^2 = 0$, значит, $y = 0$, то есть $\cos{\frac{x}{2}} = 0$. Это означает, что $\frac{x}{2} = \frac{\pi}{2} + \pi k$, где $k$ - целое число. Тогда $x = \pi + 2\pi k$. 2) $5y^2 - 4 = 0$, значит, $y^2 = \frac{4}{5}$, то есть $\cos{\frac{x}{2}} = \pm \frac{2}{\sqrt{5}}$. * Если $\cos{\frac{x}{2}} = \frac{2}{\sqrt{5}}$, то $\frac{x}{2} = \pm \arccos{\frac{2}{\sqrt{5}}} + 2\pi k$, и $x = \pm 2 \arccos{\frac{2}{\sqrt{5}}} + 4\pi k$. * Если $\cos{\frac{x}{2}} = -\frac{2}{\sqrt{5}}$, то $\frac{x}{2} = \pm \arccos{\frac{-2}{\sqrt{5}}} + 2\pi k$, и $x = \pm 2 \arccos{\frac{-2}{\sqrt{5}}} + 4\pi k$. **Ответ:** $x = \pi + 2\pi k$, $x = \pm 2 \arccos{\frac{2}{\sqrt{5}}} + 4\pi k$, $x = \pm 2 \arccos{\frac{-2}{\sqrt{5}}} + 4\pi k$, где $k$ - целое число.

Другие решения

Что ещё задавали пользователи