ID: 00002489
а) Решите уравнение \sin^4 \dfrac{x}{4} - \cos^4 \dfrac{x}{4} = \cos \left( x - \dfrac{3\pi}{2} \right)
б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку [-4\pi, -\pi]
Источник: ФИПИ
Пункт а. Разложим разность четвёртых степеней и учтём \sin^2\tfrac{x}{4}-\cos^2\tfrac{x}{4}=-\cos\tfrac{x}{2}, а \cos\!\left(x-\tfrac{3\pi}{2}\right)=-\sin x:
-\cos\tfrac{x}{2}=-\sin x\;\Rightarrow\;\cos\tfrac{x}{2}=\sin x
Запишем \sin x=2\sin\tfrac{x}{2}\cos\tfrac{x}{2} и вынесем \cos\tfrac{x}{2}:
\cos\tfrac{x}{2}\,(1-2\sin\tfrac{x}{2})=0
Выпишем все серии корней:
\cos\tfrac{x}{2}=0\;\Rightarrow\;x=\pi+2\pi n,\ n\in\mathbb{Z}
\sin\tfrac{x}{2}=\tfrac12\;\Rightarrow\;x=\frac{\pi}{3}+4\pi n,\ x=\frac{5\pi}{3}+4\pi n,\ n\in\mathbb{Z}
Пункт б. Отберём корни, принадлежащие отрезку \left[- 4 \pi;\,- \pi\right]. Отметим на числовой окружности концы отрезка \left[- 4 \pi;\,- \pi\right], выделим соответствующую дугу и переберём в каждой серии целые значения параметра — оставим корни, попавшие на дугу.
Получаем корни, принадлежащие отрезку:
- \frac{11 \pi}{3}, - 3 \pi, - \frac{7 \pi}{3}, - \pi
а) x=\pi+2\pi n;\ x=\frac{\pi}{3}+4\pi n,\ x=\frac{5\pi}{3}+4\pi n,\ n\in\mathbb{Z}
б) - \frac{11 \pi}{3}, - 3 \pi, - \frac{7 \pi}{3}, - \pi