Для решения уравнения (6 \cos^2 x + \cos x - 1 = 0) введем замену переменной: пусть (y = \cos x). Тогда уравнение становится квадратным относительно (y):
[6y^2 + y - 1 = 0.]
Теперь решим это квадратное уравнение. Используем формулу для решения квадратного уравнения:
[y = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a},]
где (a = 6), (b = 1), (c = -1). Подставим эти значения в формулу:
[y = \frac{-1 \pm \sqrt{1^2 - 4 \cdot 6 \cdot (-1)}}{2 \cdot 6}.]
[y = \frac{-1 \pm \sqrt{1 + 24}}{12}.]
[y = \frac{-1 \pm \sqrt{25}}{12}.]
[y = \frac{-1 \pm 5}{12}.]
Получаем два возможных значения для (y):
- (y_1 = \frac{-1 + 5}{12} = \frac{4}{12} = \frac{1}{3},)
- (y_2 = \frac{-1 - 5}{12} = \frac{-6}{12} = -\frac{1}{2}.)
Теперь вернемся к замене переменной (y = \cos x):
Для (y_1 = \frac{1}{3}), решим уравнение (\cos x = \frac{1}{3}).
Для (y_2 = -\frac{1}{2}), решим уравнение (\cos x = -\frac{1}{2}).
Решение (\cos x = \frac{1}{3}):
(\cos x = \frac{1}{3}) не соответствует стандартным углам на единичной окружности, поэтому мы можем записать его в общем виде:
[x = \pm \arccos\left(\frac{1}{3}\right) + 2\pi k,]
где (k) — целое число.
Решение (\cos x = -\frac{1}{2}):
(\cos x = -\frac{1}{2}) соответствует углам (x = \frac{2\pi}{3}) и (x = \frac{4\pi}{3}) в интервале ([0, 2\pi]). Общее решение:
[x = \frac{2\pi}{3} + 2\pi k,]
[x = \frac{4\pi}{3} + 2\pi k,]
где (k) — целое число.
Таким образом, общее решение уравнения:
[x = \pm \arccos\left(\frac{1}{3}\right) + 2\pi k,]
[x = \frac{2\pi}{3} + 2\pi k,]
[x = \frac{4\pi}{3} + 2\pi k,]
где (k) — целое число.