Упр.30.20 ГДЗ Мордковича 10 класс профильный уровень (Алгебра)
- а) $$\left(\sin x+\sqrt{3}\cos x\right)^2-5=\cos\left(\frac{\pi}{6}-x\right);$$
б) $$\left(\sqrt{3}\sin x-\cos x\right)^2+1=4\cos\left(x+\frac{\pi}{3}\right).$$
a) Преобразуем левую часть:
$$(\sin x+\sqrt{3}\cos x)^2-5=\cos\left(\frac{\pi}{6}-x\right).$$
Так как
$$\sin x+\sqrt{3}\cos x=2\cos\left(x-\frac{\pi}{6}\right),$$
получаем
$$4\cos^2\left(x-\frac{\pi}{6}\right)-5=\cos\left(\frac{\pi}{6}-x\right).$$
Поскольку $$\cos\left(\frac{\pi}{6}-x\right)=\cos\left(x-\frac{\pi}{6}\right),$$ обозначим
$$y=\cos\left(x-\frac{\pi}{6}\right).$$
Тогда
$$4y^2-y-5=0.$$
Решаем квадратное уравнение:
$$D=1+80=81,$$
$$y_{1,2}=\frac{1\pm 9}{8}.$$
Отсюда
$$y_1=-1,\qquad y_2=\frac{5}{4}.$$
Значение $$\frac{5}{4}$$ не подходит, так как $$|\cos t|\le 1$$. Значит,
$$\cos\left(x-\frac{\pi}{6}\right)=-1.$$
Тогда
$$x-\frac{\pi}{6}=\pi+2\pi n,\qquad n\in\mathbb{Z},$$
$$x=\frac{7\pi}{6}+2\pi n,\qquad n\in\mathbb{Z}.$$
б) Преобразуем выражение:
$$(\sqrt{3}\sin x-\cos x)^2+1=4\cos\left(x+\frac{\pi}{3}\right).$$
Так как
$$\sqrt{3}\sin x-\cos x=2\cos\left(x+\frac{\pi}{3}\right)-1,$$
получаем
$$\left(2\cos\left(x+\frac{\pi}{3}\right)-1\right)^2+1=4\cos\left(x+\frac{\pi}{3}\right).$$
Обозначим
$$t=\cos\left(x+\frac{\pi}{3}\right).$$
Тогда
$$(2t-1)^2+1=4t,$$
$$4t^2-4t+1+1=4t,$$
$$4t^2-8t+2=0,$$
$$2t^2-4t+1=0.$$
Решаем квадратное уравнение:
$$D=16-8=8,$$
$$t=\frac{4\pm \sqrt{8}}{4}=1\pm \frac{\sqrt{2}}{2}.$$
Из них только
$$t=1-\frac{\sqrt{2}}{2}$$
принадлежит отрезку $$[-1;1]$$. Значит,
$$\cos\left(x+\frac{\pi}{3}\right)=1-\frac{\sqrt{2}}{2}.$$
Тогда
$$x+\frac{\pi}{3}=\pm \arccos\left(1-\frac{\sqrt{2}}{2}\right)+2\pi n,\qquad n\in\mathbb{Z}.$$
Следовательно,
$$x=-\frac{\pi}{3}\pm \arccos\left(1-\frac{\sqrt{2}}{2}\right)+2\pi n,\qquad n\in\mathbb{Z}.$$
Ответ
а) $$x=\frac{7\pi}{6}+2\pi n,\ n\in\mathbb{Z};$$
б) $$x=-\frac{\pi}{3}\pm \arccos\left(1-\frac{\sqrt{2}}{2}\right)+2\pi n,\ n\in\mathbb{Z}.$$









