Рассмотрим уравнение:
[ 6 \sin^2(x) - 5 \cos(x) + 5 = 0 ]
Для начала, выразим (\sin^2(x)) через (\cos(x)). Используем основное тригонометрическое тождество:
[ \sin^2(x) = 1 - \cos^2(x) ]
Подставим это в уравнение:
[ 6 (1 - \cos^2(x)) - 5 \cos(x) + 5 = 0 ]
Раскроем скобки и упростим выражение:
[ 6 - 6 \cos^2(x) - 5 \cos(x) + 5 = 0 ]
[ -6 \cos^2(x) - 5 \cos(x) + 11 = 0 ]
Умножим обе части уравнения на -1 для удобства:
[ 6 \cos^2(x) + 5 \cos(x) - 11 = 0 ]
Теперь введем новую переменную ( y = \cos(x) ). Уравнение принимает вид:
[ 6y^2 + 5y - 11 = 0 ]
Решим это квадратное уравнение методом дискриминанта. Дискриминант (D) равен:
[ D = b^2 - 4ac = 5^2 - 4 \cdot 6 \cdot (-11) ]
[ D = 25 + 264 ]
[ D = 289 ]
Теперь найдем корни уравнения:
[ y_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} ]
[ y_{1,2} = \frac{-5 \pm \sqrt{289}}{2 \cdot 6} ]
[ y_{1,2} = \frac{-5 \pm 17}{12} ]
Получим два корня:
[ y_1 = \frac{-5 + 17}{12} = \frac{12}{12} = 1 ]
[ y_2 = \frac{-5 - 17}{12} = \frac{-22}{12} = -\frac{11}{6} ]
Так как (\cos(x)) может принимать значения только в интервале ([-1, 1]), значение (y_2 = -\frac{11}{6}) не подходит, так как оно выходит за границы этого интервала. Остается единственное решение:
[ \cos(x) = 1 ]
Теперь найдем все значения (x) на отрезке ([-3\pi; 5\pi]), при которых (\cos(x) = 1). Это происходит в точках (x = 2k\pi), где (k) — целое число.
Найдём, какие из этих точек находятся на нашем отрезке:
[ -3\pi \leq 2k\pi \leq 5\pi ]
Разделим все части неравенства на (2\pi):
[ -\frac{3}{2} \leq k \leq \frac{5}{2} ]
Целые значения (k) в этом интервале: (-1, 0, 1, 2).
Соответствующие значения (x):
[ x = -2\pi, 0, 2\pi, 4\pi ]
Таким образом, корни уравнения на отрезке ([-3\pi; 5\pi]) — это:
[ x = -2\pi, 0, 2\pi, 4\pi ]