Рассмотрим уравнение (\sqrt{3}\sin(4x) + \cos(4x) = 0).
Для удобства введем обозначение: (\theta = 4x). Тогда уравнение примет вид:
[
\sqrt{3}\sin(\theta) + \cos(\theta) = 0.
]
Перенесем (\cos(\theta)) в правую часть:
[
\sqrt{3}\sin(\theta) = -\cos(\theta).
]
Разделим обе части уравнения на (\cos(\theta)) (при этом (\cos(\theta) \neq 0)):
[
\sqrt{3}\frac{\sin(\theta)}{\cos(\theta)} = -1.
]
Так как (\frac{\sin(\theta)}{\cos(\theta)} = \tan(\theta)), получаем:
[
\sqrt{3} \tan(\theta) = -1.
]
Разделим обе части уравнения на (\sqrt{3}):
[
\tan(\theta) = -\frac{1}{\sqrt{3}}.
]
Значение (\tan(\theta) = -\frac{1}{\sqrt{3}}) соответствует углам:
[
\theta = -\frac{\pi}{6} + \pi k, \quad k \in \mathbb{Z}.
]
Теперь вернемся к переменной (x):
[
4x = -\frac{\pi}{6} + \pi k.
]
Разделим обе части уравнения на 4:
[
x = -\frac{\pi}{24} + \frac{\pi k}{4}.
]
Теперь найдем значения (x), которые принадлежат отрезку ((- \frac{\pi}{2}; \frac{\pi}{2})).
Рассмотрим границы этих значений:
[
- \frac{\pi}{2} < -\frac{\pi}{24} + \frac{\pi k}{4} < \frac{\pi}{2}.
]
Для удобства умножим все неравенства на 24:
[
-12\pi < -\pi + 6\pi k < 12\pi.
]
Добавим (\pi) ко всем частям неравенства:
[
-11\pi < 6\pi k < 13\pi.
]
Разделим все части на (6\pi):
[
-\frac{11}{6} < k < \frac{13}{6}.
]
Так как (k) должно быть целым числом, возможные значения (k) это (k = -1, 0, 1, 2).
Теперь подставим эти значения (k) обратно в выражение для (x):
Для (k = -1):
[
x = -\frac{\pi}{24} + \frac{\pi (-1)}{4} = -\frac{\pi}{24} - \frac{6\pi}{24} = -\frac{7\pi}{24}.
]
Для (k = 0):
[
x = -\frac{\pi}{24}.
]
Для (k = 1):
[
x = -\frac{\pi}{24} + \frac{\pi}{4} = -\frac{\pi}{24} + \frac{6\pi}{24} = \frac{5\pi}{24}.
]
Для (k = 2):
[
x = -\frac{\pi}{24} + \frac{2\pi}{4} = -\frac{\pi}{24} + \frac{12\pi}{24} = \frac{11\pi}{24}.
]
Таким образом, корни уравнения, принадлежащие отрезку ((- \frac{\pi}{2}; \frac{\pi}{2})), это:
[
x = -\frac{7\pi}{24}, -\frac{\pi}{24}, \frac{5\pi}{24}, \frac{11\pi}{24}.
]