а) Решите уравнение \(2 + 2\cos(\pi + 2x) - \sqrt{8}\sin x = \sqrt{6} - \sqrt{12}\sin x\).
б) Найдите все корни этого уравнения, принадлежащие отрезку \(\left[\dfrac{\pi}{2};\ 2\pi\right]\).
Пункт а
Сначала формула приведения, затем косинус двойного угла через квадрат синуса:
\[\cos(\pi + 2x) = -\cos 2x = -\left(1 - 2\sin^2 x\right) = 2\sin^2 x - 1.\]
Упростим и корни: \(\sqrt{8} = 2\sqrt{2}\), \(\sqrt{12} = 2\sqrt{3}\). Подставляем — свободные члены слева сокращаются:
\[2 + 4\sin^2 x - 2 - 2\sqrt{2}\sin x = \sqrt{6} - 2\sqrt{3}\sin x,\]
\[4\sin^2 x - 2\sqrt{2}\sin x + 2\sqrt{3}\sin x - \sqrt{6} = 0.\]
В первых двух слагаемых вынесем \(2\sin x\), в последних двух — \(\sqrt{3}\), учитывая \(\sqrt{6} = \sqrt{3}\cdot\sqrt{2}\):
\[2\sin x\left(2\sin x - \sqrt{2}\right) + \sqrt{3}\left(2\sin x - \sqrt{2}\right) = 0, \qquad \left(2\sin x + \sqrt{3}\right)\left(2\sin x - \sqrt{2}\right) = 0.\]
Отсюда \(\sin x = -\dfrac{\sqrt{3}}{2}\) или \(\sin x = \dfrac{\sqrt{2}}{2}\), то есть
\[x = -\frac{\pi}{3} + 2\pi k;\quad x = -\frac{2\pi}{3} + 2\pi k;\quad x = \frac{\pi}{4} + 2\pi k;\quad x = \frac{3\pi}{4} + 2\pi k, \qquad k\in\mathbb{Z}.\]
Пункт б
Отрезок \(\left[\dfrac{\pi}{2};\ 2\pi\right]\) имеет длину \(\dfrac{3\pi}{2}\): от верхней точки окружности против часовой стрелки до начала отсчёта.
На дугу попадают три точки:
\[\frac{3\pi}{4}, \qquad -\frac{2\pi}{3} + 2\pi = \frac{4\pi}{3}, \qquad -\frac{\pi}{3} + 2\pi = \frac{5\pi}{3}.\]
Серия \(x = \dfrac{\pi}{4} + 2\pi k\) не подходит: \(\dfrac{\pi}{4} < \dfrac{\pi}{2}\), а \(\dfrac{9\pi}{4} > 2\pi\).
Ответ: а) \(-\dfrac{\pi}{3} + 2\pi k;\ -\dfrac{2\pi}{3} + 2\pi k;\ \dfrac{\pi}{4} + 2\pi k;\ \dfrac{3\pi}{4} + 2\pi k,\ k\in\mathbb{Z}\); б) \(\dfrac{3\pi}{4};\ \dfrac{4\pi}{3};\ \dfrac{5\pi}{3}\).