Задача 50. Найдите корни уравнения  \(2\,{\text{ctg}}\dfrac{x}{2} = -\,4\),  принадлежащие промежутку  \(\left[ {\,\dfrac{{7\pi }}{2};\,\dfrac{{11\pi }}{2}} \right].\)

Ответ

ОТВЕТ: \(4\pi -\,2\,{\text{arcctg}}\,{\text{2}}\,.\)

Решение

\({\rm{2ctg}}\,\dfrac{x}{2} = -4\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,\,{\rm{ctg}}\,\dfrac{x}{2} = -2\,\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\dfrac{x}{2} = -{\rm{arcctg}}\,2 + \pi k\,\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,\,x = -2{\rm{arcctg}}\,2 + 2\pi k,\,\,\,\,\,k \in Z.\)

Отберём корни, принадлежащие отрезку \(\left[ {\dfrac{{7\pi }}{2};\dfrac{{11\pi }}{2}} \right].\) 

Если \(k \le 1,\) то \(x \le -2{\rm{arcctg}}\,\,2 + 2\pi  < \dfrac{{7\pi }}{2},\) поэтому при таких \(k\) решений на отрезке \(\left[ {\dfrac{{7\pi }}{2};\dfrac{{11\pi }}{2}} \right]\) нет.

Если \(k = 2,\) то \(x = -2{\rm{arcctg}}\,\,2 + 4\pi  \in \left[ {\dfrac{{7\pi }}{2};\dfrac{{11\pi }}{2}} \right].\)

Если \(k \ge 3,\) то \(x \ge -2{\rm{arcctg}}\,\,2 + 6\pi  > \dfrac{{11\pi }}{2},\) поэтому при таких \(k\) решений на отрезке \(\left[ {\dfrac{{7\pi }}{2};\dfrac{{11\pi }}{2}} \right]\) нет.

Таким образом, исходное уравнение на заданном промежутке имеет решение \(4\pi -\,2\,{\text{arcctg}}\,{\text{2}}\,.\)

Ответ:  \(4\pi -\,2\,{\text{arcctg}}\,{\text{2}}\,.\)