Для решения уравнения (2\cos^2(x) + 5\sin(x) + 5 = 0), сначала используем основное тригонометрическое тождество (\cos^2(x) = 1 - \sin^2(x)), чтобы выразить всё через (\sin(x)). Подставим это тождество в уравнение:
[2(1 - \sin^2(x)) + 5\sin(x) + 5 = 0.]
Раскроем скобки и упростим:
[2 - 2\sin^2(x) + 5\sin(x) + 5 = 0,]
[ -2\sin^2(x) + 5\sin(x) + 7 = 0.]
Теперь умножим всё уравнение на -1, чтобы легче было решать квадратное уравнение:
[2\sin^2(x) - 5\sin(x) - 7 = 0.]
Обозначим (\sin(x) = t). Тогда наше уравнение принимает вид:
[2t^2 - 5t - 7 = 0.]
Решим это квадратное уравнение с помощью формулы корней квадратного уравнения (at^2 + bt + c = 0):
[t = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a},]
где (a = 2), (b = -5) и (c = -7). Подставим эти значения в формулу:
[t = \frac{-(-5) \pm \sqrt{(-5)^2 - 4 \cdot 2 \cdot (-7)}}{2 \cdot 2},]
[t = \frac{5 \pm \sqrt{25 + 56}}{4},]
[t = \frac{5 \pm \sqrt{81}}{4},]
[t = \frac{5 \pm 9}{4}.]
Рассмотрим оба возможных значения (t):
- (t = \frac{5 + 9}{4} = \frac{14}{4} = 3.5),
- (t = \frac{5 - 9}{4} = \frac{-4}{4} = -1).
Теперь вернемся к переменной (\sin(x)):
(\sin(x) = 3.5) – это значение не принадлежит диапазону ([-1, 1]), так как значение синуса не может быть больше 1 или меньше -1.
(\sin(x) = -1) – это значение допустимо.
Рассмотрим (\sin(x) = -1). Значение синуса равно -1 только в точке (x = \frac{3\pi}{2} + 2k\pi), где (k) – любое целое число.
Таким образом, решением уравнения (2\cos^2(x) + 5\sin(x) + 5 = 0) является:
[x = \frac{3\pi}{2} + 2k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}.]