Краткий ответ:
Найти все корни уравнения:
Решение:
Найдем дискриминант:
Уравнение имеет хотя бы одно решение при :
Корни квадратного уравнения:
Уравнение имеет решения при:
Первое значение:
Второе значение:
Решения уравнения:
Ответ: если , то
Подробный ответ:
Уравнение, которое нужно решить, представляет собой последовательность преобразований тригонометрических выражений:
Шаг 1: Преобразование исходного уравнения
Для упрощения задачи, начнем с того, что у нас есть выражение . Рассмотрим его поэтапно:
- Первоначальное уравнение:
Преобразуем его, используя формулы для степеней:
Это шаг помогает разбить исходное выражение на более простые элементы.
- Далее, выражение также можно упростить:
Но так как , то:
- Подставляем это в исходное уравнение:
Подставляем полученное выражение для :
Раскрывая скобки, получаем:
Упрощаем:
Таким образом, мы получаем выражение для .
Шаг 2: Преобразование в квадратное уравнение
Теперь перейдем к более удобному виду. После ряда преобразований, мы получаем следующее уравнение:
Это уравнение уже является квадратным относительно .
Шаг 3: Дискриминант и его условия
Для решения квадратного уравнения находим дискриминант:
Уравнение будет иметь хотя бы одно решение при . Это означает:
Шаг 4: Решение квадратного уравнения
Теперь, для решения квадратного уравнения, мы используем формулу для корней квадратного уравнения:
Таким образом, возможные значения для следующие:
Чтобы эти значения были допустимыми для функции синуса, они должны лежать в пределах от 0 до 1:
Шаг 5: Ограничения для
Рассмотрим два случая:
- Для первого значения , необходимо:
что приводит к невозможности решения, поскольку результат будет всегда больше 1.
- Для второго значения имеем:
Для этого неравенства получаем ограничения на :
Таким образом, для из интервала , уравнение имеет решение.
Шаг 6: Находим корни уравнения
Теперь, зная, что , получаем:
Из этого уравнения можно выразить :
Делим обе стороны на 2:
Ответ
Для значений , корни уравнения имеют вид: