20В. а) Решите уравнение  \(\frac{{5\cos x + 4}}{{4{\rm{tg}}\,x — 3}} = 0;\)

б) Найдите все корни принадлежащие промежутку \(\left[ { — 4\pi ; — \frac{{5\pi }}{2}} \right].\)

Ответ

ОТВЕТ:  а) \(\pi  — \arccos \frac{4}{5} + 2\pi k;\;\;k \in Z;\)

б) \( — 3\pi  — \arccos \frac{4}{5}.\)

Решение

а)

\(\frac{{5\cos x + 4}}{{4{\rm{tg}}\,x — 3}} = 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{5\cos x + 4 = 0,}\\{4{\rm{tg}}\,x — 3 \ne 0\;\;\,}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\cos x =  — \frac{4}{5},}\\{{\rm{tg}}\,x \ne \frac{3}{4}.\;\;\;\;\,}\end{array}} \right.\)

Из уравнения \(\cos x =  — \frac{4}{5}\) получаем \(x =  \pm \arccos \left( { — \frac{4}{5}} \right) + 2\pi k,\,\;\;\;k \in Z.\)

Если \(\cos x =  — \frac{4}{5},\) то  \(\sin x =  \pm \sqrt {1 — {{\cos }^2}x}  =  \pm \sqrt {1 — {{\left( { — \frac{4}{5}} \right)}^2}}  =  \pm \frac{3}{5},\)  тогда \({\rm{tg}}\,x = \frac{{\sin x}}{{\cos x}} =  \pm \frac{3}{4}.\)  Следовательно, условию \({\rm{tg}}\,x \ne \frac{3}{4}\) не удовлетворяют значения переменной, для которых \(\cos x =  — \frac{4}{5}\) и \(\sin x =  — \frac{3}{5}\) одновременно, то есть решения, принадлежащие третьей четверти. Поэтому серия решений \(x =  — \arccos \left( { — \frac{4}{5}} \right) + 2\pi k,\,\;\;\;k \in Z\) является посторонней, а серия \(x = \arccos \left( { — \frac{4}{5}} \right) + 2\pi k = \pi  — \arccos \frac{4}{5} + 2\pi k,\,\;\;\;k \in Z\) является решением исходного уравнения.

б) Отберём корни, принадлежащие отрезку \(\left[ { — 4\pi ; — \frac{{5\pi }}{2}} \right],\) с помощью тригонометрической окружности. Получим значение:

\(x = \pi  — \arccos \frac{4}{5} — 4\pi  =  — \arccos \frac{4}{5} — 3\pi .\)

Ответ:  а) \(\pi  — \arccos \frac{4}{5} + 2\pi k;\;\;k \in Z;\)

             б) \( — 3\pi  — \arccos \frac{4}{5}.\)