Вопрос задан 12.02.2026 в 08:45. Предмет Математика. Спрашивает Врагов Андрей.

cos²(3x) + cos²(4x) + cos²(5x) = 3/2

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Ворсина Соня.

Решим уравнение

cos⁡2(3x)+cos⁡2(4x)+cos⁡2(5x)=32.\cos^2(3x)+\cos^2(4x)+\cos^2(5x)=\frac32.

1) Переходим от квадратов к косинусам двойных углов

Используем тождество:

cos⁡2t=1+cos⁡2t2.\cos^2 t=\frac{1+\cos 2t}{2}.

Тогда

cos⁡2(3x)=1+cos⁡(6x)2,cos⁡2(4x)=1+cos⁡(8x)2,cos⁡2(5x)=1+cos⁡(10x)2.\cos^2(3x)=\frac{1+\cos(6x)}{2},\quad \cos^2(4x)=\frac{1+\cos(8x)}{2},\quad \cos^2(5x)=\frac{1+\cos(10x)}{2}.

Складываем:

cos⁡2(3x)+cos⁡2(4x)+cos⁡2(5x)=(1+cos⁡6x)+(1+cos⁡8x)+(1+cos⁡10x)2=3+cos⁡6x+cos⁡8x+cos⁡10x2.\cos^2(3x)+\cos^2(4x)+\cos^2(5x) =\frac{(1+\cos6x)+(1+\cos8x)+(1+\cos10x)}{2} =\frac{3+\cos6x+\cos8x+\cos10x}{2}.

По условию это равно 32\frac32. Умножим на 2:

3+cos⁡6x+cos⁡8x+cos⁡10x=33+\cos6x+\cos8x+\cos10x=3 cos⁡6x+cos⁡8x+cos⁡10x=0.\cos6x+\cos8x+\cos10x=0.

2) Упрощаем сумму косинусов

Сгруппируем cos⁡6x+cos⁡10x\cos6x+\cos10x и применим формулу суммы:

cos⁡A+cos⁡B=2cos⁡A+B2cos⁡A−B2.\cos A+\cos B=2\cos\frac{A+B}{2}\cos\frac{A-B}{2}.

Берём A=6x,  B=10xA=6x,\; B=10x:

cos⁡6x+cos⁡10x=2cos⁡16x2cos⁡−4x2=2cos⁡(8x)cos⁡(2x).\cos6x+\cos10x=2\cos\frac{16x}{2}\cos\frac{-4x}{2} =2\cos(8x)\cos(2x).

Тогда исходное равенство превращается в:

2cos⁡(8x)cos⁡(2x)+cos⁡(8x)=0,2\cos(8x)\cos(2x)+\cos(8x)=0,

вынесем cos⁡(8x)\cos(8x):

cos⁡(8x)(2cos⁡(2x)+1)=0.\cos(8x)\bigl(2\cos(2x)+1\bigr)=0.

Отсюда два случая.


Случай 1: cos⁡(8x)=0\cos(8x)=0

8x=π2+πk,k∈Z8x=\frac{\pi}{2}+\pi k,\quad k\in\mathbb Z x=π16+πk8,k∈Z.x=\frac{\pi}{16}+\frac{\pi k}{8},\quad k\in\mathbb Z.

Случай 2: 2cos⁡(2x)+1=02\cos(2x)+1=0

cos⁡(2x)=−12.\cos(2x)=-\frac12.

Это происходит при

2x=2π3+2πkили2x=4π3+2πk,k∈Z.2x=\frac{2\pi}{3}+2\pi k \quad \text{или}\quad 2x=\frac{4\pi}{3}+2\pi k,\quad k\in\mathbb Z.

Делим на 2:

x=π3+πkилиx=2π3+πk,k∈Z.x=\frac{\pi}{3}+\pi k \quad \text{или}\quad x=\frac{2\pi}{3}+\pi k,\quad k\in\mathbb Z.

Ответ

Все решения уравнения:

x=π16+πk8илиx=π3+πkилиx=2π3+πk,k∈Z.x=\frac{\pi}{16}+\frac{\pi k}{8} \quad \text{или} \quad x=\frac{\pi}{3}+\pi k \quad \text{или} \quad x=\frac{2\pi}{3}+\pi k, \qquad k\in\mathbb Z.

Похожие вопросы

Математика 03.10.2025 11:39 19 Мамаев Павел
Математика 18.12.2025 06:34 20 Кузнецов Демид

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Задать вопрос