Math Problem Statement

Упрости выражение. cost 6x + sin^ 6x - 6 cos? 6x sin* 6x = 0 Запиши в поле ответа значение х в градусах в виде десятичной дроби, принадлежащее промежутку (0°; 10°).

Solution

Дано уравнение:

cos6x+sin6x6cos6xsin6x=0\cos^6x + \sin^6x - 6\cos^6x\sin^6x = 0

Для решения этого уравнения, воспользуемся тригонометрической тождественностью:

a6+b66a2b2=(a2+b2)36a2b2.a^6 + b^6 - 6a^2b^2 = (a^2 + b^2)^3 - 6a^2b^2.

В нашем случае a=cosxa = \cos x и b=sinxb = \sin x, и мы знаем, что:

cos2x+sin2x=1.\cos^2 x + \sin^2 x = 1.

Таким образом, наше уравнение принимает вид:

(1)36cos2xsin2x=0,(1)^3 - 6\cos^2 x \sin^2 x = 0,

или:

16cos2xsin2x=0.1 - 6\cos^2 x \sin^2 x = 0.

Теперь используем формулу двойного угла:

cos2xsin2x=14sin22x,\cos^2 x \sin^2 x = \frac{1}{4}\sin^2 2x,

и подставляем её в уравнение:

1614sin22x=0,1 - 6 \cdot \frac{1}{4} \sin^2 2x = 0,

132sin22x=0.1 - \frac{3}{2} \sin^2 2x = 0.

Отсюда:

32sin22x=1,\frac{3}{2} \sin^2 2x = 1,

sin22x=23.\sin^2 2x = \frac{2}{3}.

Теперь возьмём квадратный корень:

sin2x=±23.\sin 2x = \pm \sqrt{\frac{2}{3}}.

Рассмотрим положительное решение:

sin2x=63.\sin 2x = \frac{\sqrt{6}}{3}.

Найдём 2x2x в градусах:

2x=arcsin(63)56,44.2x = \arcsin\left( \frac{\sqrt{6}}{3} \right) \approx 56,44^\circ.

Теперь найдём xx:

x=56,44228,22.x = \frac{56,44^\circ}{2} \approx 28,22^\circ.

Но это значение не лежит в заданном промежутке (0;10)(0^\circ; 10^\circ).

Теперь рассмотрим отрицательное решение:

sin2x=63.\sin 2x = -\frac{\sqrt{6}}{3}.

Получаем:

2x=arcsin(63)56,44.2x = \arcsin\left( -\frac{\sqrt{6}}{3} \right) \approx -56,44^\circ.

Но так как синус периодическая функция, можем найти значение в положительном промежутке:

2x=18056,44=123,56,2x = 180^\circ - 56,44^\circ = 123,56^\circ,

x=123,56261,78.x = \frac{123,56^\circ}{2} \approx 61,78^\circ.

Это решение также не попадает в указанный промежуток.

Таким образом, решений в интервале (0;10)(0^\circ; 10^\circ) нет.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Trigonometry
Trig Identities
Algebraic Manipulation

Formulas

cos^2 x + sin^2 x = 1
(a^2 + b^2)^3 - 6a^2b^2
cos^2 x sin^2 x = (1/4) sin^2 2x
sin^2 2x = 2/3

Theorems

Pythagorean Identity
Double Angle Identity

Suitable Grade Level

Grades 10-12