Поверните устройство

Поверните устройство

Skip to main content

Теория: 06 Уравнение \(\displaystyle \left(25^{\cos(x)}\right)^{\sin(x)}=5^{\sqrt{2}\sin(x)}\)

Задание

Информация

Уравнение \(\displaystyle \left(25^{\cos(x)}\right)^{\sin(x)}=5^{\sqrt{2}\sin(x)}\) равносильно двум уравнениям:

\(\displaystyle \sin(x)=0\)  или \(\displaystyle \cos(x)=\frac{\sqrt{2}}{2}{\small .}\)

Уравнение \(\displaystyle \cos(x)=\frac{\sqrt{2}}{2}\) имеет решения:

\(\displaystyle x_1=\frac{\pi}{4}+2\pi n,\,n\in\mathbb{Z}\) и \(\displaystyle x_2=-\frac{\pi}{4}+2\pi n\ , \, n\in \mathbb{Z} {\small .}\)

Выберите корни уравнения \(\displaystyle \cos(x)=\frac{\sqrt{2}}{2}\) из промежутка \(\displaystyle \left[2\pi;\,\frac{7\pi}{2}\right]{\small.}\)

\(\displaystyle x_1=\frac{9\pi}{4}\)

Решение

Выберем корни из отрезка \(\displaystyle \left[{2\pi};\,{\frac{7\pi}{2}}\right]{\small .}\)

Для \(\displaystyle x_1=\frac{\pi}{4}+2\pi n\) подходит решение \(\displaystyle \frac{9\pi}{4}{\small.}\)

 

Мы ищем целые значения \(\displaystyle n\) такие, что

\(\displaystyle 2\pi\leqslant x_1 \leqslant \frac{7\pi}{2}{ \small .}\)

То есть

\(\displaystyle 2\pi\leqslant \frac{\pi}{4}+2\pi n\leqslant \frac{7\pi}{2}{ \small .}\)

Разделим неравенство на положительное число \(\displaystyle \pi{\small :}\)

\(\displaystyle 2\leqslant \frac{1}{4}+2n\leqslant \frac{7}{2}{\small .}\)

Вычтем из каждой части \(\displaystyle \frac{1}{4}{\small :}\)

\(\displaystyle 2- \frac{1}{4}\leqslant 2n\leqslant \frac{7}{2}-\frac{1}{4} {\small ,}\)

\(\displaystyle \frac{7}{4}\leqslant2n\leqslant \frac{13}{4}{ \small .}\)

Чтобы выделить \(\displaystyle n{ \small ,}\) разделим неравенства на \(\displaystyle 2{\small : }\)

\(\displaystyle \frac{7}{8}\leqslant n \leqslant \frac{13}{8}{ \small .}\)

Единственное целое число в этом промежутке – это \(\displaystyle 1,\) то есть \(\displaystyle n=1{\small .}\)

Подставляя \(\displaystyle n=1\) в \(\displaystyle \frac{\pi}{4}+2\pi n{ \small ,}\) получаем:

\(\displaystyle \frac{\pi}{4}+2\pi \cdot 1=\frac{9\pi}{4}{\small .}\)

Для \(\displaystyle x_2=-\frac{\pi}{4}+2\pi n\) подходящих решений нет.

Мы ищем целые значения \(\displaystyle n\) такие, что

\(\displaystyle 2\pi\leqslant x_2 \leqslant \frac{7\pi}{2}{ \small .}\)

То есть

\(\displaystyle 2\pi\leqslant -\frac{\pi}{4}+2\pi n\leqslant \frac{7\pi}{2}{ \small .}\)

Разделим неравенство на положительное число \(\displaystyle \pi{\small :}\)

\(\displaystyle 2\leqslant -\frac{1}{4}+2n\leqslant \frac{7}{2}{\small .}\)

Прибавим к каждой части \(\displaystyle \frac{1}{4}{\small :}\)

\(\displaystyle 2+ \frac{1}{4}\leqslant 2n\leqslant \frac{7}{2}+\frac{1}{4} {\small ,}\)

\(\displaystyle \frac{9}{4}\leqslant2n\leqslant \frac{15}{4}{ \small .}\)

Чтобы выделить \(\displaystyle n{ \small ,}\) разделим неравенства на \(\displaystyle 2{\small : }\)

\(\displaystyle \frac{9}{8}\leqslant n \leqslant \frac{15}{8}{ \small ,}\)

Целых чисел в данном промежутке НЕТ.

Таким образом, уравнение \(\displaystyle \cos(x)=\frac{\sqrt{2}}{2}\) на отрезке \(\displaystyle \left[2\pi;\, \frac{7\pi}{2}\right]\) имеет одно решение \(\displaystyle \frac{9\pi}{4}{\small.}\)

Ответ: \(\displaystyle \frac{9\pi}{4}{\small.}\)