Рассмотрим уравнение:
[ 5\sin(2x) - 14\cos^2(x) + 2 = 0. ]
Для начала, упростим уравнение. Воспользуемся тригонометрической тождественностью: (\sin(2x) = 2\sin(x)\cos(x)).
Таким образом, уравнение примет вид:
[ 5 \cdot 2\sin(x)\cos(x) - 14\cos^2(x) + 2 = 0, ]
[ 10\sin(x)\cos(x) - 14\cos^2(x) + 2 = 0. ]
Теперь заменим (\cos^2(x)) через (\sin^2(x)) с помощью основной тригонометрической тождественности: (\cos^2(x) = 1 - \sin^2(x)).
Подставим это в уравнение:
[ 10\sin(x)\cos(x) - 14(1 - \sin^2(x)) + 2 = 0, ]
[ 10\sin(x)\cos(x) - 14 + 14\sin^2(x) + 2 = 0, ]
[ 10\sin(x)\cos(x) + 14\sin^2(x) - 12 = 0. ]
Теперь вернемся к (\cos(x)) и (\sin(x)). Пусть (\sin(x) = t), тогда (\cos(x) = \sqrt{1 - t^2}).
Перепишем уравнение в виде:
[ 10 t \sqrt{1 - t^2} + 14 t^2 - 12 = 0. ]
Это уравнение сложно решать в таком виде, поэтому попробуем другой подход. Разделим уравнение на (\cos^2(x)):
[ \frac{10\sin(x)\cos(x)}{\cos^2(x)} + \frac{14\sin^2(x)}{\cos^2(x)} - \frac{12}{\cos^2(x)} = 0, ]
[ 10\tan(x) + 14\tan^2(x) - 12\sec^2(x) = 0. ]
Используем тождество (\sec^2(x) = 1 + \tan^2(x)):
[ 10\tan(x) + 14\tан^2(x) - 12(1 + \tan^2(x)) = 0, ]
[ 10\tан(x) + 14\tан^2(x) - 12 - 12\tан^2(x) = 0, ]
[ 10\tан(x) + 2\tан^2(x) - 12 = 0. ]
Теперь это квадратное уравнение относительно (\tan(x)). Перепишем его в стандартной форме:
[ 2\tан^2(x) + 10\tан(x) - 12 = 0. ]
Решим это квадратное уравнение, используя дискриминант:
[ D = b^2 - 4ac = 10^2 - 4 \cdot 2 \cdot (-12) = 100 + 96 = 196. ]
Найдем корни уравнения:
[ \tan(x) = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-10 \pm \sqrt{196}}{4} = \frac{-10 \pm 14}{4}. ]
Корни уравнения:
[ \tan(x) = \frac{4}{4} = 1, ]
[ \tan(x) = \frac{-24}{4} = -6. ]
Теперь найдем (x) для каждого значения (\tan(x)):
(\tan(x) = 1):
[ x = \frac{\pi}{4} + \pi n, \quad n \in \mathbb{Z}. ]
(\tan(x) = -6):
[ x = \arctan(-6) + \pi n, \quad n \in \mathbb{Z}. ]
Таким образом, решения уравнения:
[ x = \frac{\pi}{4} + \pi n, \quad n \in \mathbb{Z}, ]
[ x = \arctan(-6) + \pi n, \quad n \in \mathbb{Z}. ]