30В. а) Решите уравнение  \(\left( {\sin 2x — \sin x} \right)\left( {\sqrt 2  + \sqrt { — 2{\rm{ctg}}\,x} } \right) = 0;\)

б) Найдите все корни принадлежащие промежутку \(\left[ { — 4\pi ; — \frac{{3\pi }}{2}} \right].\)

Ответ

ОТВЕТ:  а) \( — \frac{\pi }{3} + 2\pi k,\,\,\,\,\,\,\,k\, \in \,Z;\)

б) \( — \frac{{7\pi }}{3}.\)

Решение

а)

\(\left( {\sin 2x-\sin x} \right)\left( {\sqrt 2  + \sqrt {-2{\rm{ctg}}\,x} } \right) = 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{\sin 2x-\sin x = 0,\;\;\,}\\{\sqrt 2  + \sqrt {-2{\rm{ctg}}\,x}  = 0}\end{array}\,\,} \right.}\\{\begin{array}{*{20}{c}}{-2{\rm{ctg}}\,x \ge 0,}\\{\sin x \ne 0.\;\;\;\;}\end{array}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}\end{array}} \right.\)

Первое уравнение системы:

\(\sin 2x — \sin x = 0\,\,\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\,2\sin x\cos x — \sin x = 0\,\,\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\sin x\left( {2\cos x — 1} \right) = 0.\)

Второе уравнение системы:

\(\sqrt { — 2{\rm{ctg}}\,x}  + \sqrt 2  = 0\,\,\,\,\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\sqrt { — 2{\rm{ctg}}\,x}  =  — \sqrt 2 \)  не имеет решений.

Тогда исходное уравнение равносильно системе:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\sin x\left( {2\cos x-1} \right) = 0,}\\{\begin{array}{*{20}{c}}{{\rm{ctg}}\,x \le 0,\;\;\;\,}\\{\sin x \ne 0\,\;\;\;\;}\end{array}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{\sin x = 0,}\\{\cos x = \frac{1}{2},}\end{array}\,\,\,\,\,\,\,\,\,} \right.}\\{\begin{array}{*{20}{c}}{{\rm{ctg}}\,x \le 0,}\\{\sin x \ne 0}\end{array}\;\;\;\;\;\;\;}\end{array}} \right. \Leftrightarrow \)

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\cos x = \frac{1}{2},}\\{\begin{array}{*{20}{c}}{{\rm{ctg}}\,x \le 0,}\\{\sin x \ne 0\,}\end{array}}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x =  \pm \frac{\pi }{3} + 2\pi k,\,\,\,\,k \in Z}\\{\begin{array}{*{20}{c}}{{\rm{ctg}}\,x \le 0,}\\{\sin x \ne 0\,}\end{array}\;\;\;\;\;\;\,\,\;\;\;\;\;\;\;\;\;}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;x = -\frac{\pi }{3} + 2\pi k,\;\;\;\;k \in Z.\)

б) Отберём корни, принадлежащие отрезку \(\left[ { — 4\pi ; — \frac{{3\pi }}{2}} \right],\) с помощью двойного неравенства, учитывая, что \(k \in Z\):

\( — 4\pi  \le  — \frac{\pi }{3} + 2\pi k \le  — \frac{{3\pi }}{2}\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\; — \frac{{11\pi }}{3} \le 2\pi k \le  — \frac{{7\pi }}{6}\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\; — \frac{{11}}{6} \le k \le  — \frac{7}{{12}}\;\;\; \Leftrightarrow \;\;k =  — 1.\)

При \(k =  — 1,\;\;\;x =  — \frac{\pi }{3} — 2\pi  =  — \frac{{7\pi }}{3}.\)

Следовательно, заданному промежутку принадлежит корень \( — \frac{{7\pi }}{3}.\)

Ответ:  а)  \( — \frac{\pi }{3} + 2\pi k,\,\,\,\,\,\,\,k\, \in \,Z;\)

             б)  \( — \frac{{7\pi }}{3}.\)