Вопрос:

Найди наибольший корень уравнения cos(5x + π/2) + 2sin(x)cos(2x) = 0 на интервале [-π/6, π/2]

Фотография

Ответ ассистента

Привет! Давай решим это уравнение вместе. У нас есть тригонометрическое уравнение, и нам нужно найти его наибольший корень на заданном интервале. Итак, уравнение выглядит так: $$\cos(5x + \frac{\pi}{2}) + 2\sin(x)\cos(2x) = 0$$ Первым делом, давай упростим $\cos(5x + \frac{\pi}{2})$. Мы знаем, что $\cos(\alpha + \frac{\pi}{2}) = -\sin(\alpha)$. Значит: $$\cos(5x + \frac{\pi}{2}) = -\sin(5x)$$ Теперь уравнение выглядит так: $$-\sin(5x) + 2\sin(x)\cos(2x) = 0$$ Далее, нам нужно вспомнить формулу для синуса двойного угла: $\sin(2x) = 2\sin(x)\cos(x)$. Попробуем преобразовать наше уравнение, чтобы использовать эту формулу. Заметим, что $2\sin(x)\cos(2x)$ можно представить как сумму или разность синусов, используя формулы преобразования произведения в сумму: $$2\sin(x)\cos(2x) = \sin(x + 2x) + \sin(x - 2x) = \sin(3x) + \sin(-x)$$ Учитывая, что $\sin(-x) = -\sin(x)$, получаем: $$2\sin(x)\cos(2x) = \sin(3x) - \sin(x)$$ Теперь наше уравнение выглядит так: $$-\sin(5x) + \sin(3x) - \sin(x) = 0$$ $$\sin(3x) = \sin(5x) + \sin(x)$$ Используем формулу суммы синусов: $\sin(a) + \sin(b) = 2\sin(\frac{a+b}{2})\cos(\frac{a-b}{2})$. Тогда: $$\sin(5x) + \sin(x) = 2\sin(\frac{5x+x}{2})\cos(\frac{5x-x}{2}) = 2\sin(3x)\cos(2x)$$ Теперь уравнение можно переписать как: $$\sin(3x) = 2\sin(3x)\cos(2x)$$ Перенесем все в одну сторону: $$\sin(3x) - 2\sin(3x)\cos(2x) = 0$$ Вынесем $\sin(3x)$ за скобки: $$\sin(3x)(1 - 2\cos(2x)) = 0$$ Теперь у нас есть два случая: 1) $\sin(3x) = 0$ 2) $1 - 2\cos(2x) = 0$ Решаем первый случай: $$\sin(3x) = 0$$ $$3x = \pi n, \quad n \in \mathbb{Z}$$ $$x = \frac{\pi n}{3}, \quad n \in \mathbb{Z}$$ Теперь решим второй случай: $$1 - 2\cos(2x) = 0$$ $$\cos(2x) = \frac{1}{2}$$ $$2x = \pm \frac{\pi}{3} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}$$ $$x = \pm \frac{\pi}{6} + \pi k, \quad k \in \mathbb{Z}$$ Теперь нам нужно найти наибольший корень на интервале $[-\frac{\pi}{6}, \frac{\pi}{2}]$. Для первого случая $x = \frac{\pi n}{3}$: - n = -1: $x = -\frac{\pi}{3}$ (не подходит, так как меньше $-\frac{\pi}{6}$) - n = 0: $x = 0$ (подходит) - n = 1: $x = \frac{\pi}{3}$ (подходит) - n = 2: $x = \frac{2\pi}{3}$ (не подходит, так как больше $\frac{\pi}{2}$) Для второго случая $x = \pm \frac{\pi}{6} + \pi k$: - $x = \frac{\pi}{6} + \pi k$: - k = -1: $x = \frac{\pi}{6} - \pi = -\frac{5\pi}{6}$ (не подходит) - k = 0: $x = \frac{\pi}{6}$ (подходит) - k = 1: $x = \frac{\pi}{6} + \pi = \frac{7\pi}{6}$ (не подходит) - $x = -\frac{\pi}{6} + \pi k$: - k = 0: $x = -\frac{\pi}{6}$ (подходит) - k = 1: $x = -\frac{\pi}{6} + \pi = \frac{5\pi}{6}$ (не подходит) Итак, у нас есть корни: $0, \frac{\pi}{3}, \frac{\pi}{6}, -\frac{\pi}{6}$. Наибольший корень на интервале $[-\frac{\pi}{6}, \frac{\pi}{2}]$ это $\frac{\pi}{3}$. **Ответ: $\frac{\pi}{3}$**

Другие решения

Что ещё задавали пользователи