89В. а) Решите уравнение  \(\cos 2x — {\sin ^2}\left( {\frac{\pi }{2} — x} \right) =  — 0,25\);

б) Найдите все корни принадлежащие промежутку  \(\left[ {\pi ;\frac{{5\pi }}{2}} \right].\)

Ответ

ОТВЕТ:  а) \( \pm \frac{\pi }{6} + \pi k;\;\;k \in Z;\)

б) \(\frac{{7\pi }}{6};\quad \frac{{11\pi }}{6};\quad \frac{{13\pi }}{6}.\)

Решение

а) \(\cos 2x — {\sin ^2}\left( {\frac{\pi }{2} — x} \right) =  — 0,25.\)

Используя формулу приведения, получим: \({\sin ^2}\left( {\frac{\pi }{2} — x} \right) = {\cos ^2}x.\;\)

Тогда уравнение примет вид:

\(\cos 2x — {\cos ^2}x + 0,25 = 0.\)

Так как \(\cos 2x = 2{\cos ^2}x — 1,\) то уравнение примет вид:

\(2{\cos ^2}x — 1 — {\cos ^2}x + 0,25 = 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;{\cos ^2}x = 0,75\)

Воспользуемся формулой понижения степени:  \({\cos ^2}\alpha  = \frac{{1 + \cos 2\alpha }}{2}.\)

\({\cos ^2}x = \frac{3}{4}\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\frac{{1 + \cos 2x}}{2} = \frac{3}{4}\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\cos 2x = \frac{1}{2}\;\;\;\; \Leftrightarrow \)

\( \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\,2x =  \pm \frac{\pi }{3} + 2\pi k\,\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\,x =  \pm \frac{\pi }{6} + \pi k,\,\,\,\,k \in Z.\)

б) Отберём корни, принадлежащие отрезку \(\left[ {\pi ;\frac{{5\pi }}{2}} \right],\) с помощью тригонометрической окружности. Получим значения:

\(x = \frac{\pi }{6} + \pi  = \frac{{7\pi }}{6};\;\;\;x =  — \frac{\pi }{6} + 2\pi  = \frac{{11\pi }}{6};\;\;\;x = \frac{\pi }{6} + 2\pi  = \frac{{13\pi }}{6}.\)

Ответ:  а)  \( \pm \frac{\pi }{6} + \pi k,\;\;\;k\, \in \,Z;\)

             б)  \(\frac{{7\pi }}{6};\,\,\,\,\frac{{11\pi }}{6};\,\,\,\,\frac{{13\pi }}{6}.\)