a) Упростим уравнение, используя формулу приведения:
sin(23π+2x)=−cos2x=−(cos2x−sin2x)=sin2x−cos2x
Подставляем в уравнение:
2cos2(−8π−4x)−5sin(4x+8π)−2cos4x+(sin2x−cos2x)−sin2x=0
Упрощаем числитель:
cos4x+sin2x−cos2x−sin2x=cos4x−cos2x=cos2x(cos2x−1)
Упрощаем знаменатель, используя cos2(−8π−4x)=cos2(4x+8π):
2cos2(4x+8π)−5sin(4x+8π)−2
Используем формулу cos2x=1−sin2x:
2(1−sin2(4x+8π))−5sin(4x+8π)−2=−2sin2(4x+8π)−5sin(4x+8π)
Тогда знаменатель:
−sin(4x+8π)(2sin(4x+8π)+5)
Получаем:
−sin(4x+8π)(2sin(4x+8π)+5)cos2x(cos2x−1)=0
Уравнение равносильно системе:
⎩⎨⎧cos2x(cos2x−1)=0sin(4x+8π)=02sin(4x+8π)+5=0
Решаем первое уравнение:
cos2x=0илиcos2x=1
x=2π+πkилиx=πk,k∈Z
Учитывая, что sin(4x+8π)=0⇒4x+8π=πk⇒x=−2π+4πk ; k∈Z
Поэтому, для x=2π+πk исключаем x=−2π+4πk.
Таким образом получаем:
x=πk,k∈Z
x=2π+2πk,k∈Z
x=23π+4πk,k∈Z
б) Отберем корни, принадлежащие отрезку [π;4π] с помощью тригонометрической окружности и с помощью неравенства:
π≤πk≤4π;1≤k≤4, откуда
k=1,x=π;k=2,x=2π;k=3,x=3π;k=4,x=4πили
π≤2π+2πk≤4π;2π≤2πk≤27π;41≤k≤47, откуда
k=1,x=25πили
π≤23π+4πk≤4π;−2π≤4πk≤25π;−81≤k≤85;откуда
k=0,x=23π
Корни, принадлежащие отрезку:
π,23π,2π,25π,3π,4π.
Ответ: а) πk, k∈Z; 2π+2πk, k∈Z; 23π+4πk, k∈Z;
б) π,23π,2π,25π,3π,4π.