Рассмотрим уравнение:
[ \sin(2^x) - \cos(x) \sin(x) = 0 ]
Для начала, упростим выражение. Воспользуемся тригонометрическим тождеством:
[ \sin(2x) = 2 \sin(x) \cos(x) ]
Однако, в данном уравнении аргумент функции синуса — это (2^x), а не (2x). Поэтому рассмотрим уравнение в текущем виде.
Уравнение можно переписать следующим образом:
[ \sin(2^x) = \cos(x) \sin(x) ]
Для удобства заменим правую часть на более простое выражение:
[ \cos(x) \sin(x) = \frac{1}{2} \sin(2x) ]
Тогда уравнение примет вид:
[ \sin(2^x) = \frac{1}{2} \sin(2x) ]
Теперь рассмотрим возможные случаи для решения этого уравнения:
- Первый случай:
[ \sin(2^x) = 0 ]
Синус равен нулю при следующих значениях аргумента:
[ 2^x = k\pi, \quad k \in \mathbb{Z} ]
Так как (2^x) всегда положительно, то ( k ) должно быть положительным целым числом:
[ 2^x = k\pi ]
Возьмем натуральный логарифм обеих частей уравнения:
[ x \ln(2) = \ln(k\pi) ]
[ x = \frac{\ln(k\pi)}{\ln(2)} ]
Таким образом, решения для ( x ) в этом случае:
[ x = \frac{\ln(k\pi)}{\ln(2)}, \quad k \in \mathbb{N} ]
- Второй случай:
[ \frac{1}{2} \sin(2x) = 0 ]
Синус равен нулю при следующих значениях аргумента:
[ \sin(2x) = 0 ]
[ 2x = n\pi, \quad n \in \mathbb{Z} ]
[ x = \frac{n\pi}{2} ]
Таким образом, решения для ( x ) во втором случае:
[ x = \frac{n\pi}{2}, \quad n \in \mathbb{Z} ]
Подведем итог:
Решения уравнения
[ \sin(2^x) - \cos(x) \sin(x) = 0 ]
представляют собой два множества:
( x = \frac{\ln(k\pi)}{\ln(2)}, \quad k \in \mathbb{N} )
( x = \frac{n\pi}{2}, \quad n \in \mathbb{Z} )
Эти множества включают все возможные значения ( x ).