14. Уравнения: #194660
а) Решите уравнение:
$$\log_3\left(\sqrt{2}\cos\left(\dfrac{\pi}{2}-x\right) + \sin2x + 81\right) = 4$$
б) Найдите все корни уравнения, принадлежащие отрезку $\left[\pi; \dfrac{5\pi}{2}\right]$.
а) Преобразуем уравнение:
- Упростим логарифмическое уравнение:
$$\sqrt{2}\cos\left(\dfrac{\pi}{2}-x\right) + \sin2x + 81 = 3^4 = 81$$ - Используем тригонометрические тождества:
$$\cos\left(\dfrac{\pi}{2}-x\right) = \sin x$$
$$\sin2x = 2\sin x\cos x$$ - Получаем уравнение:
$$\sqrt{2}\sin x + 2\sin x\cos x = 0$$
$$\sin x(\sqrt{2} + 2\cos x) = 0$$ - Решаем полученные уравнения:
- $\sin x = 0 \Rightarrow x = \pi k,\ k \in \mathbb{Z}$
- $\cos x = -\dfrac{\sqrt{2}}{2} \Rightarrow x = \dfrac{3\pi}{4} + 2\pi k$ или $x = \dfrac{5\pi}{4} + 2\pi k,\ k \in \mathbb{Z}$
Ответ (а):
$$x = \pi k$$ $$x = \dfrac{3\pi}{4} + 2\pi k$$ $$x = \dfrac{5\pi}{4} + 2\pi k$$
где $k \in \mathbb{Z}$
б) Найдем корни на отрезке $\left[\pi; \dfrac{5\pi}{2}\right]$:
1. Для $x = \pi k$:
- $k = 1 \Rightarrow x = \pi$
- $k = 2 \Rightarrow x = 2\pi$
2. Для $x = \dfrac{5\pi}{4} + 2\pi k$:
- $k = 0 \Rightarrow x = \dfrac{5\pi}{4}$
3. Для $x = \dfrac{3\pi}{4} + 2\pi k$:
- Нет решений на заданном отрезке
Ответ (б):
$$\pi,\ \dfrac{5\pi}{4},\ 2\pi$$
Итоговые ответы:
а) $\pi k;\ \dfrac{3\pi}{4} + 2\pi k;\ \dfrac{5\pi}{4} + 2\pi k,\ k \in \mathbb{Z}$
б) $\pi,\ \dfrac{5\pi}{4},\ 2\pi$