Чтобы решить уравнение (\sin(3x) + \sin(x) = 0), воспользуемся тригонометрическими тождествами и методами алгебраического разложения.
- Используем формулу суммы синусов:
[
\sin(A) + \sin(B) = 2 \sin\left(\frac{A + B}{2}\right) \cos\left(\frac{A - B}{2}\right)
]
Для нашего случая (A = 3x) и (B = x):
[
\sin(3x) + \sin(x) = 2 \sin\left(\frac{3x + x}{2}\right) \cos\left(\frac{3x - x}{2}\right)
]
- Подставляем (A) и (B) в формулу:
[
\sin(3x) + \sin(x) = 2 \sin\left(\frac{4x}{2}\right) \cos\left(\frac{2x}{2}\right)
]
[
\sin(3x) + \sin(x) = 2 \sin(2x) \cos(x)
]
Таким образом, наше уравнение приобретает вид:
[
2 \sin(2x) \cos(x) = 0
]
- Разделим уравнение на два множителя:
[
2 \sin(2x) \cos(x) = 0
]
Это уравнение будет равно нулю, если хотя бы один из множителей равен нулю:
[
\sin(2x) = 0 \quad \text{или} \quad \cos(x) = 0
]
- Рассмотрим первое уравнение:
[
\sin(2x) = 0
]
Синус равен нулю в точках (k\pi), где (k) — целое число:
[
2x = k\pi
]
Решая это уравнение для (x):
[
x = \frac{k\pi}{2}
]
где (k \in \mathbb{Z}) (целое число).
- Рассмотрим второе уравнение:
[
\cos(x) = 0
]
Косинус равен нулю в точках (\frac{\pi}{2} + n\pi), где (n) — целое число:
[
x = \frac{\pi}{2} + n\pi
]
где (n \in \mathbb{Z}) (целое число).
Итак, объединяя решения, получаем:
[
x = \frac{k\pi}{2} \quad \text{и} \quad x = \frac{\pi}{2} + n\pi \quad \text{где} \quad k, n \in \mathbb{Z}
]
Таким образом, возможные значения (x) являются:
[
x = \frac{k\pi}{2} \quad \text{и} \quad x = \frac{(2n+1)\pi}{2} \quad \text{где} \quad k, n \in \mathbb{Z}
]
Это и есть общее решение уравнения (\sin(3x) + \sin(x) = 0).