Объяснение и пошаговое решение
### 1. Решите систему уравнений
**а)**
$$
\begin{cases}
x - y = \frac{\pi}{3}, \\
\cos^2 x - \cos^2 y = -\frac{3}{4}
\end{cases}
$$
Преобразуем второе уравнение системы, применив формулу понижения степени $\cos^2 \alpha = \frac{1 + \cos 2\alpha}{2}$:
$$
\frac{1 + \cos 2x}{2} - \frac{1 + \cos 2y}{2} = -\frac{3}{4}
$$
$$
\frac{\cos 2x - \cos 2y}{2} = -\frac{3}{4}
$$
Преобразуем разность косинусов в произведение по формуле $\cos 2x - \cos 2y = -2\sin(x+y)\sin(x-y)$:
$$
-\sin(x+y)\sin(x-y) = -\frac{3}{4}
$$
Подставим $x - y = \frac{\pi}{3}$:
$$
-\sin(x+y) \cdot \sin\frac{\pi}{3} = -\frac{3}{4}
$$
Так как $\sin\frac{\pi}{3} = \frac{\sqrt{3}}{2}$:
$$
-\sin(x+y) \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = -\frac{3}{4} \implies \sin(x+y) = \frac{\sqrt{3}}{2}
$$
Рассмотрим два случая:
1) $x + y = \frac{\pi}{3} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}$.
Сложим и вычтем с уравнением $x - y = \frac{\pi}{3}$:
$$
2x = \frac{2\pi}{3} + 2\pi k \implies x = \frac{\pi}{3} + \pi k
$$
$$
2y = 2\pi k \implies y = \pi k
$$
2) $x + y = \frac{2\pi}{3} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}$.
Сложим и вычтем с уравнением $x - y = \frac{\pi}{3}$:
$$
2x = \pi + 2\pi k \implies x = \frac{\pi}{2} + \pi k
$$
$$
2y = \frac{\pi}{3} + 2\pi k \implies y = \frac{\pi}{6} + \pi k
$$
Ответ: $\left(\frac{\pi}{3} + \pi k;\, \pi k\right)$, $\left(\frac{\pi}{2} + \pi k;\, \frac{\pi}{6} + \pi k\right), \quad k \in \mathbb{Z}$.
---
**b)**
$$
\begin{cases}
x - y = \frac{\pi}{2}, \\
\cos 2x + 5\cos y = 3
\end{cases}
$$
Выразим $x$ из первого уравнения: $x = y + \frac{\pi}{2}$. Тогда $2x = 2y + \pi$.
Подставим во второе уравнение:
$$
\cos(2y + \pi) + 5\cos y = 3
$$
Используя формулу приведения $\cos(2y + \pi) = -\cos 2y$:
$$
-\cos 2y + 5\cos y = 3
$$
Выразим $\cos 2y$ через $\cos y$: $\cos 2y = 2\cos^2 y - 1$:
$$
-(2\cos^2 y - 1) + 5\cos y - 3 = 0
$$
$$
-2\cos^2 y + 5\cos y - 2 = 0
$$
$$
2\cos^2 y - 5\cos y + 2 = 0
$$
Решим квадратное уравнение относительно $\cos y$:
$$
D = 25 - 4 \cdot 2 \cdot 2 = 9
$$
$$
\cos y = \frac{5 \pm 3}{4} \implies \cos y = 2 \quad \text{или} \quad \cos y = \frac{1}{2}
$$
Уравнение $\cos y = 2$ не имеет решений, так как $|\cos y| \le 1$.
Из уравнения $\cos y = \frac{1}{2}$ получаем:
$$
y = \pm \frac{\pi}{3} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}
$$
Найдем соответствующие значения $x = y + \frac{\pi}{2}$:
1) Если $y = \frac{\pi}{3} + 2\pi k$, то $x = \frac{\pi}{3} + \frac{\pi}{2} + 2\pi k = \frac{5\pi}{6} + 2\pi k$.
2) Если $y = -\frac{\pi}{3} + 2\pi k$, то $x = -\frac{\pi}{3} + \frac{\pi}{2} + 2\pi k = \frac{\pi}{6} + 2\pi k$.
Ответ: $\left(\frac{5\pi}{6} + 2\pi k;\, \frac{\pi}{3} + 2\pi k\right)$, $\left(\frac{\pi}{6} + 2\pi k;\, -\frac{\pi}{3} + 2\pi k\right), \quad k \in \mathbb{Z}$.
---
**c)**
$$
\begin{cases}
x + y = \frac{\pi}{4}, \\
\sin^2 x + \sin^2 y = 1
\end{cases}
$$
Понизим степень во втором уравнении:
$$
\frac{1 - \cos 2x}{2} + \frac{1 - \cos 2y}{2} = 1
$$
$$
2 - (\cos 2x + \cos 2y) = 2 \implies \cos 2x + \cos 2y = 0
$$
Преобразуем сумму косинусов в произведение:
$$
2\cos(x+y)\cos(x-y) = 0
$$
Так как $x + y = \frac{\pi}{4}$, то $\cos(x+y) = \cos\frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2} \ne 0$. Следовательно:
$$
\cos(x-y) = 0 \implies x - y = \frac{\pi}{2} + \pi k, \quad k \in \mathbb{Z}
$$
Составим систему:
$$
\begin{cases}
x + y = \frac{\pi}{4}, \\
x - y = \frac{\pi}{2} + \pi k
\end{cases}
$$
Сложим и вычтем уравнения:
$$
2x = \frac{3\pi}{4} + \pi k \implies x = \frac{3\pi}{8} + \frac{\pi k}{2}
$$
$$
2y = -\frac{\pi}{4} - \pi k \implies y = -\frac{\pi}{8} - \frac{\pi k}{2}
$$
Ответ: $\left(\frac{3\pi}{8} + \frac{\pi k}{2};\, -\frac{\pi}{8} - \frac{\pi k}{2}\right), \quad k \in \mathbb{Z}$.
---
**d)**
$$
\begin{cases}
x - y = \frac{\pi}{6}, \\
\cos x \sin y = \frac{1}{4}
\end{cases}
$$
Применим формулу преобразования произведения в сумму: $\cos x \sin y = \frac{1}{2}(\sin(x+y) - \sin(x-y))$:
$$
\frac{1}{2}(\sin(x+y) - \sin(x-y)) = \frac{1}{4}
$$
$$
\sin(x+y) - \sin(x-y) = \frac{1}{2}
$$
Подставим $x - y = \frac{\pi}{6}$:
$$
\sin(x+y) - \sin\frac{\pi}{6} = \frac{1}{2}
$$
$$
\sin(x+y) - \frac{1}{2} = \frac{1}{2} \implies \sin(x+y) = 1
$$
Отсюда:
$$
x + y = \frac{\pi}{2} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}
$$
Сложим и вычтем с уравнением $x - y = \frac{\pi}{6}$:
$$
2x = \frac{\pi}{2} + \frac{\pi}{6} + 2\pi k = \frac{2\pi}{3} + 2\pi k \implies x = \frac{\pi}{3} + \pi k
$$
$$
2y = \frac{\pi}{2} - \frac{\pi}{6} + 2\pi k = \frac{\pi}{3} + 2\pi k \implies y = \frac{\pi}{6} + \pi k
$$
Ответ: $\left(\frac{\pi}{3} + \pi k;\, \frac{\pi}{6} + \pi k\right), \quad k \in \mathbb{Z}$.
---
**e)**
$$
\begin{cases}
x - y = \frac{\pi}{2}, \\
\cos 2x + 5\cos y = 3
\end{cases}
$$
Решение совпадает с пунктом **b)**:
Выразим $x = y + \frac{\pi}{2}$, тогда $\cos 2x = \cos(2y + \pi) = -\cos 2y = 1 - 2\cos^2 y$.
$$
1 - 2\cos^2 y + 5\cos y = 3 \implies 2\cos^2 y - 5\cos y + 2 = 0
$$
Учитывая $|\cos y| \le 1$, получаем $\cos y = \frac{1}{2}$, откуда $y = \pm \frac{\pi}{3} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}$.
Ответ: $\left(\frac{5\pi}{6} + 2\pi k;\, \frac{\pi}{3} + 2\pi k\right)$, $\left(\frac{\pi}{6} + 2\pi k;\, -\frac{\pi}{3} + 2\pi k\right), \quad k \in \mathbb{Z}$.
---
**f)**
$$
\begin{cases}
x + y = \frac{5\pi}{2}, \\
\cos 2x + \sin y = 2
\end{cases}
$$
Так как для любых действительных аргументов $\cos 2x \le 1$ и $\sin y \le 1$, их сумма может быть равна $2$ тогда и только тогда, когда оба слагаемых одновременно равны $1$:
$$
\begin{cases}
\cos 2x = 1, \\
\sin y = 1
\end{cases}
$$
Из второго уравнения:
$$
y = \frac{\pi}{2} + 2\pi n, \quad n \in \mathbb{Z}
$$
Подставим $y$ в первое уравнение исходной системы:
$$
x = \frac{5\pi}{2} - y = \frac{5\pi}{2} - \left(\frac{\pi}{2} + 2\pi n\right) = 2\pi - 2\pi n = 2\pi(1 - n)
$$
Проверим значение $\cos 2x$:
$$
\cos(2 \cdot 2\pi(1-n)) = \cos(4\pi(1-n)) = 1 \quad \text{— верно для всех } n \in \mathbb{Z}.
$$
Положим $k = 1 - n \in \mathbb{Z}$, тогда $x = 2\pi k$, $y = \frac{\pi}{2} + 2\pi(1 - k) = \frac{5\pi}{2} - 2\pi k$.
Ответ: $\left(2\pi(1 - n);\, \frac{\pi}{2} + 2\pi n\right), \quad n \in \mathbb{Z}$.
---
**g)**
$$
\begin{cases}
x + y = \frac{3}{4}, \\
\tan \pi x - \tan \pi y = 2
\end{cases}
$$
Область допустимых значений: $\cos \pi x \ne 0$ и $\cos \pi y \ne 0$, то есть $\pi x \ne \frac{\pi}{2} + \pi m$ и $\pi y \ne \frac{\pi}{2} + \pi l$.
Преобразуем разность тангенсов:
$$
\frac{\sin(\pi x - \pi y)}{\cos \pi x \cos \pi y} = 2
$$
Используя формулу произведения косинусов $2\cos \pi x \cos \pi y = \cos \pi(x+y) + \cos \pi(x-y)$:
$$
\frac{2\sin \pi(x-y)}{\cos \pi(x+y) + \cos \pi(x-y)} = 2 \implies \sin \pi(x-y) = \cos \pi(x+y) + \cos \pi(x-y)
$$
Так как $x + y = \frac{3}{4}$, то $\cos \pi(x+y) = \cos \frac{3\pi}{4} = -\frac{\sqrt{2}}{2}$. Обозначим $\theta = \pi(x-y)$:
$$
\sin \theta = -\frac{\sqrt{2}}{2} + \cos \theta \implies \cos \theta - \sin \theta = \frac{\sqrt{2}}{2}
$$
Разделим обе части на $\sqrt{2}$:
$$
\frac{1}{\sqrt{2}}\cos \theta - \frac{1}{\sqrt{2}}\sin \theta = \frac{1}{2} \implies \cos\left(\theta + \frac{\pi}{4}\right) = \frac{1}{2}
$$
Отсюда:
$$
\theta + \frac{\pi}{4} = \pm \frac{\pi}{3} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}
$$
1) $\theta + \frac{\pi}{4} = \frac{\pi}{3} + 2\pi k \implies \theta = \frac{\pi}{12} + 2\pi k$:
$$
\pi(x - y) = \frac{\pi}{12} + 2\pi k \implies x - y = \frac{1}{12} + 2k
$$
Сложим и вычтем с $x + y = \frac{3}{4} = \frac{9}{12}$:
$$
2x = \frac{10}{12} + 2k \implies x = \frac{5}{12} + k
$$
$$
2y = \frac{8}{12} - 2k \implies y = \frac{1}{3} - k
$$
2) $\theta + \frac{\pi}{4} = -\frac{\pi}{3} + 2\pi k \implies \theta = -\frac{7\pi}{12} + 2\pi k$:
$$
\pi(x - y) = -\frac{7\pi}{12} + 2\pi k \implies x - y = -\frac{7}{12} + 2k
$$
Сложим и вычтем с $x + y = \frac{9}{12}$:
$$
2x = \frac{2}{12} + 2k \implies x = \frac{1}{12} + k
$$
$$
2y = \frac{16}{12} - 2k \implies y = \frac{2}{3} - k
$$
Оба семейства решений удовлетворяют ОДЗ.
Ответ: $\left(\frac{5}{12} + k;\, \frac{1}{3} - k\right)$, $\left(\frac{1}{12} + k;\, \frac{2}{3} - k\right), \quad k \in \mathbb{Z}$.
---
### 2. Найдите решение системы, используя
**а) подстановку и почленное сложение (вычитание) уравнений системы:**
*Первая система:*
$$
\begin{cases}
\cos x \cos y = 0,75, \\
\cot x \cot y = 3
\end{cases}
$$
ОДЗ: $\sin x \ne 0$, $\sin y \ne 0$.
Так как $\cot x \cot y = \frac{\cos x \cos y}{\sin x \sin y} = 3$, подставим $\cos x \cos y = \frac{3}{4}$:
$$
\frac{3/4}{\sin x \sin y} = 3 \implies \sin x \sin y = \frac{1}{4}
$$
Получаем систему:
$$
\begin{cases}
\cos x \cos y = \frac{3}{4}, \\
\sin x \sin y = \frac{1}{4}
\end{cases}
$$
Сложим уравнения системы:
$$
\cos x \cos y + \sin x \sin y = \frac{3}{4} + \frac{1}{4} \implies \cos(x - y) = 1
$$
$$
x - y = 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}
$$
Вычтем второе уравнение из первого:
$$
\cos x \cos y - \sin x \sin y = \frac{3}{4} - \frac{1}{4} \implies \cos(x + y) = \frac{1}{2}
$$
$$
x + y = \pm \frac{\pi}{3} + 2\pi n, \quad n \in \mathbb{Z}
$$
Сложим и вычтем полученные равенства:
$$
2x = \pm \frac{\pi}{3} + 2\pi(n + k) \implies x = \pm \frac{\pi}{6} + \pi(n + k)
$$
$$
2y = \pm \frac{\pi}{3} + 2\pi(n - k) \implies y = \pm \frac{\pi}{6} + \pi(n - k)
$$
Обозначим целые числа $n + k = m$, $n - k = l$ (где $m$ и $l$ имеют одинаковую четность, то есть $m \equiv l \pmod 2$):
Ответ: $\left(\pm \frac{\pi}{6} + \pi m;\, \pm \frac{\pi}{6} + \pi l\right)$, где знаки согласованы и $m, l \in \mathbb{Z}, \; m \equiv l \pmod 2$.
---
*Вторая система:*
$$
\begin{cases}
\sin x \sin y = \frac{\sqrt{3}}{4}, \\
\tan x \tan y = 1
\end{cases}
$$
ОДЗ: $\cos x \ne 0$, $\cos y \ne 0$.
Так как $\tan x \tan y = \frac{\sin x \sin y}{\cos x \cos y} = 1$, то $\cos x \cos y = \sin x \sin y = \frac{\sqrt{3}}{4}$.
Сложим уравнения:
$$
\cos x \cos y + \sin x \sin y = \frac{\sqrt{3}}{4} + \frac{\sqrt{3}}{4} \implies \cos(x - y) = \frac{\sqrt{3}}{2}
$$
$$
x - y = \pm \frac{\pi}{6} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}
$$
Вычтем уравнения:
$$
\cos x \cos y - \sin x \sin y = 0 \implies \cos(x + y) = 0
$$
$$
x + y = \frac{\pi}{2} + \pi n, \quad n \in \mathbb{Z}
$$
1) Если $x - y = \frac{\pi}{6} + 2\pi k$:
$$
2x = \frac{2\pi}{3} + \pi n + 2\pi k \implies x = \frac{\pi}{3} + \frac{\pi n}{2} + \pi k
$$
$$
2y = \frac{\pi}{3} + \pi n - 2\pi k \implies y = \frac{\pi}{6} + \frac{\pi n}{2} - \pi k
$$
2) Если $x - y = -\frac{\pi}{6} + 2\pi k$:
$$
2x = \frac{\pi}{3} + \pi n + 2\pi k \implies x = \frac{\pi}{6} + \frac{\pi n}{2} + \pi k
$$
$$
2y = \frac{2\pi}{3} + \pi n - 2\pi k \implies y = \frac{\pi}{3} + \frac{\pi n}{2} - \pi k
$$
Ответ: $\left(\frac{\pi}{3} + \frac{\pi n}{2} + \pi k;\, \frac{\pi}{6} + \frac{\pi n}{2} - \pi k\right)$, $\left(\frac{\pi}{6} + \frac{\pi n}{2} + \pi k;\, \frac{\pi}{3} + \frac{\pi n}{2} - \pi k\right), \quad n, k \in \mathbb{Z}$.
---
**б) разложение на множители и почленное деление уравнений системы:**
*Первая система:*
$$
\begin{cases}
\sin x + \sin y = 1, \\
\cos x - \cos y = \sqrt{3}
\end{cases}
$$
Преобразуем суммы в произведения:
$$
\begin{cases}
2\sin\frac{x+y}{2}\cos\frac{x-y}{2} = 1, \\
-2\sin\frac{x+y}{2}\sin\frac{x-y}{2} = \sqrt{3}
\end{cases}
$$
Разделим второе уравнение на первое:
$$
\frac{-2\sin\frac{x+y}{2}\sin\frac{x-y}{2}}{2\sin\frac{x+y}{2}\cos\frac{x-y}{2}} = \frac{\sqrt{3}}{1} \implies -\tan\frac{x-y}{2} = \sqrt{3} \implies \tan\frac{x-y}{2} = -\sqrt{3}
$$
Отсюда:
$$
\frac{x-y}{2} = -\frac{\pi}{3} + \pi k \implies x - y = -\frac{2\pi}{3} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}
$$
Тогда $\cos\frac{x-y}{2} = \cos\left(-\frac{\pi}{3} + \pi k\right) = (-1)^k \cos\frac{\pi}{3} = \frac{(-1)^k}{2}$.
Подставим в первое уравнение:
$$
2\sin\frac{x+y}{2} \cdot \frac{(-1)^k}{2} = 1 \implies \sin\frac{x+y}{2} = (-1)^k
$$
- При четном $k = 2m$: $\sin\frac{x+y}{2} = 1 \implies \frac{x+y}{2} = \frac{\pi}{2} + 2\pi n \implies x + y = \pi + 4\pi n$.
Складывая с $x - y = -\frac{2\pi}{3} + 4\pi m$, получаем: $x = \frac{\pi}{6} + 2\pi(n+m)$, $y = \frac{5\pi}{6} + 2\pi(n-m)$.
- При нечетном $k = 2m + 1$: $\sin\frac{x+y}{2} = -1 \implies \frac{x+y}{2} = -\frac{\pi}{2} + 2\pi n \implies x + y = -\pi + 4\pi n$.
Складывая с $x - y = \frac{4\pi}{3} + 4\pi m$, получаем: $x = \frac{\pi}{6} + 2\pi(n+m)$, $y = -\frac{7\pi}{6} + 2\pi(n-m) = \frac{5\pi}{6} + 2\pi(n-m-1)$.
Объединяя оба случая, получаем независимые целочисленные периоды:
Ответ: $\left(\frac{\pi}{6} + 2\pi k;\, \frac{5\pi}{6} + 2\pi n\right), \quad k, n \in \mathbb{Z}$.
---
*Вторая система:*
$$
\begin{cases}
\sin x - \sin y = 0,5, \\
\cos x + \cos y = \frac{\sqrt{3}}{2}
\end{cases}
$$
Разложим левые части на множители:
$$
\begin{cases}
2\sin\frac{x-y}{2}\cos\frac{x+y}{2} = \frac{1}{2}, \\
2\cos\frac{x-y}{2}\cos\frac{x+y}{2} = \frac{\sqrt{3}}{2}
\end{cases}
$$
Разделим первое уравнение на второе:
$$
\tan\frac{x-y}{2} = \frac{1}{\sqrt{3}} \implies \frac{x-y}{2} = \frac{\pi}{6} + \pi k \implies x - y = \frac{\pi}{3} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}
$$
Тогда $\cos\frac{x-y}{2} = \cos\left(\frac{\pi}{6} + \pi k\right) = (-1)^k \frac{\sqrt{3}}{2}$.
Подставим во второе уравнение:
$$
2 \cdot (-1)^k \frac{\sqrt{3}}{2} \cos\frac{x+y}{2} = \frac{\sqrt{3}}{2} \implies \cos\frac{x+y}{2} = \frac{(-1)^k}{2}
$$
1) Если $k = 2m$, то $\cos\frac{x+y}{2} = \frac{1}{2} \implies \frac{x+y}{2} = \pm \frac{\pi}{3} + 2\pi n \implies x + y = \pm \frac{2\pi}{3} + 4\pi n$.
- При знаке «$+$»: $x = \frac{\pi}{2} + 2\pi(n+m)$, $y = \frac{\pi}{6} + 2\pi(n-m)$.
- При знаке «$-$»: $x = -\frac{\pi}{6} + 2\pi(n+m)$, $y = -\frac{\pi}{2} + 2\pi(n-m)$.
2) Если $k = 2m + 1$, то $\cos\frac{x+y}{2} = -\frac{1}{2} \implies \frac{x+y}{2} = \pm \frac{2\pi}{3} + 2\pi n \implies x + y = \pm \frac{4\pi}{3} + 4\pi n$.
Этот случай дает те же серии значений с противоположной четностью разности параметров.
Объединяя, получаем две серии решений с произвольными $k, n \in \mathbb{Z}$:
Ответ: $\left(\frac{\pi}{2} + 2\pi k;\, \frac{\pi}{6} + 2\pi n\right)$, $\left(-\frac{\pi}{6} + 2\pi k;\, -\frac{\pi}{2} + 2\pi n\right), \quad k, n \in \mathbb{Z}$.
---
**в) замену переменных:**
*Первая система:*
$$
\begin{cases}
\sin x + \cos y = 1, \\
\cos 2x + \cos 2y = 2
\end{cases}
$$
Выразим $\cos 2x$ через $\sin x$, а $\cos 2y$ через $\cos y$:
$$
\cos 2x = 1 - 2\sin^2 x, \quad \cos 2y = 2\cos^2 y - 1
$$
Тогда второе уравнение примет вид:
$$
(1 - 2\sin^2 x) + (2\cos^2 y - 1) = 2 \implies 2(\cos^2 y - \sin^2 x) = 2 \implies \cos^2 y - \sin^2 x = 1
$$
Пусть $u = \sin x$, $v = \cos y$. Получаем алгебраическую систему:
$$
\begin{cases}
u + v = 1, \\
v^2 - u^2 = 1
\end{cases}
$$
Так как $v^2 - u^2 = (v - u)(v + u) = 1$, и $v + u = 1$, то $v - u = 1$.
Сложим и вычтем уравнения:
$$
\begin{cases}
v + u = 1, \\
v - u = 1
\end{cases}
\implies 2v = 2 \implies v = 1, \quad u = 0
$$
Возвращаемся к исходным переменным:
$$
\begin{cases}
\sin x = 0 \\
\cos y = 1
\end{cases}
\implies
\begin{cases}
x = \pi k, \quad k \in \mathbb{Z}, \\
y = 2\pi n, \quad n \in \mathbb{Z}
\end{cases}
$$
Ответ: $(\pi k;\, 2\pi n), \quad k, n \in \mathbb{Z}$.
---
*Вторая система:*
$$
\begin{cases}
\cos x + \cos y = 0,5, \\
\sin^2 x + \sin^2 y = 1,75
\end{cases}
$$
Преобразуем второе уравнение с помощью основного тригонометрического тождества $\sin^2 \alpha = 1 - \cos^2 \alpha$:
$$
(1 - \cos^2 x) + (1 - \cos^2 y) = 1,75
$$
$$
2 - (\cos^2 x + \cos^2 y) = 1,75 \implies \cos^2 x + \cos^2 y = 0,25 = \frac{1}{4}
$$
Введем замену: $u = \cos x$, $v = \cos y$.
$$
\begin{cases}
u + v = \frac{1}{2}, \\
u^2 + v^2 = \frac{1}{4}
\end{cases}
$$
Возведем первое уравнение в квадрат:
$$
(u + v)^2 = \frac{1}{4} \implies u^2 + v^2 + 2uv = \frac{1}{4}
$$
Подставим $u^2 + v^2 = \frac{1}{4}$:
$$
\frac{1}{4} + 2uv = \frac{1}{4} \implies 2uv = 0 \implies uv = 0
$$
Следовательно, либо $u = 0$, либо $v = 0$:
1) Если $u = 0$, то $v = \frac{1}{2}$:
$$
\begin{cases}
\cos x = 0 \implies x = \frac{\pi}{2} + \pi k, \quad k \in \mathbb{Z}, \\
\cos y = \frac{1}{2} \implies y = \pm \frac{\pi}{3} + 2\pi n, \quad n \in \mathbb{Z}
\end{cases}
$$
2) Если $v = 0$, то $u = \frac{1}{2}$:
$$
\begin{cases}
\cos x = \frac{1}{2} \implies x = \pm \frac{\pi}{3} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}, \\
\cos y = 0 \implies y = \frac{\pi}{2} + \pi n, \quad n \in \mathbb{Z}
\end{cases}
$$
Ответ: $\left(\frac{\pi}{2} + \pi k;\, \pm \frac{\pi}{3} + 2\pi n\right)$, $\left(\pm \frac{\pi}{3} + 2\pi k;\, \frac{\pi}{2} + \pi n\right), \quad k, n \in \mathbb{Z}$.