schoolМатематика
verifiedРешено AI
Решение уравнения: 8cos(x)cos(π/3-x)cos(π/3+x)+1=0
help_outlineУсловие задачи

lightbulbКраткий ответ
Решение уравнения основано на применении формулы произведения косинусов. После преобразований уравнение сводится к виду, позволяющему найти корни через обратные тригонометрические функции.
Подробное решение
Решим первое уравнение с доски. Оно содержит тригонометрические функции и формулы приведения.
Уравнение 1:
\[ 8 \cos x \cdot \cos \left( \frac{\pi}{3} - x \right) \cdot \cos \left( \frac{\pi}{3} + x \right) + 1 = 0 \]
Решение:
1. Воспользуемся формулой произведения косинусов:
\[ \cos \alpha \cdot \cos \beta = \frac{1}{2} (\cos(\alpha - \beta) + \cos(\alpha + \beta)) \]
Применим её для второй и третьей скобки, где \( \alpha = \frac{\pi}{3} - x \) и \( \beta = \frac{\pi}{3} + x \):
\[ \cos \left( \frac{\pi}{3} - x \right) \cdot \cos \left( \frac{\pi}{3} + x \right) = \frac{1}{2} \left( \cos \left( \left( \frac{\pi}{3} - x \right) - \left( \frac{\pi}{3} + x \right) \right) + \cos \left( \left( \frac{\pi}{3} - x \right) + \left( \frac{\pi}{3} + x \right) \right) \right) \]
\[ = \frac{1}{2} \left( \cos(-2x) + \cos \left( \frac{2\pi}{3} \right) \right) \]
2. Так как \( \cos(-2x) = \cos 2x \) и \( \cos \frac{2\pi}{3} = -\frac{1}{2} \), подставим это в выражение:
\[ \frac{1}{2} \left( \cos 2x - \frac{1}{2} \right) \]
3. Подставим полученный результат обратно в исходное уравнение:
\[ 8 \cos x \cdot \frac{1}{2} \left( \cos 2x - \frac{1}{2} \right) + 1 = 0 \]
\[ 4 \cos x \left( \cos 2x - \frac{1}{2} \right) + 1 = 0 \]
\[ 4 \cos x \cdot \cos 2x - 2 \cos x + 1 = 0 \]
4. Снова применим формулу произведения косинусов для \( \cos x \cdot \cos 2x \):
\[ 4 \cdot \frac{1}{2} (\cos(x - 2x) + \cos(x + 2x)) - 2 \cos x + 1 = 0 \]
\[ 2 (\cos(-x) + \cos 3x) - 2 \cos x + 1 = 0 \]
\[ 2 \cos x + 2 \cos 3x - 2 \cos x + 1 = 0 \]
5. Слагаемые \( 2 \cos x \) и \( -2 \cos x \) взаимно уничтожаются:
\[ 2 \cos 3x + 1 = 0 \]
\[ 2 \cos 3x = -1 \]
\[ \cos 3x = -\frac{1}{2} \]
6. Решим простейшее тригонометрическое уравнение:
\[ 3x = \pm \frac{2\pi}{3} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z} \]
7. Разделим обе части на 3, чтобы найти \( x \):
\[ x = \pm \frac{2\pi}{9} + \frac{2\pi k}{3}, \quad k \in \mathbb{Z} \]
Ответ:
\[ x = \pm \frac{2\pi}{9} + \frac{2\pi k}{3}, \quad k \in \mathbb{Z} \]