![\cos^23x+\cos^25x=\cos^22x\cdot\cos^25x \cos^23x+\cos^25x=\cos^22x\cdot\cos^25x](https://tex.z-dn.net/?f=%5Ccos%5E23x%2B%5Ccos%5E25x%3D%5Ccos%5E22x%5Ccdot%5Ccos%5E25x)
Перенесем все в левую часть:
![\cos^23x+\cos^25x-\cos^22x\cdot\cos^25x=0 \cos^23x+\cos^25x-\cos^22x\cdot\cos^25x=0](https://tex.z-dn.net/?f=%5Ccos%5E23x%2B%5Ccos%5E25x-%5Ccos%5E22x%5Ccdot%5Ccos%5E25x%3D0)
Вынесем за скобки общий множитель:
![\cos^23x+\cos^25x(1-\cos^22x)=0 \cos^23x+\cos^25x(1-\cos^22x)=0](https://tex.z-dn.net/?f=%5Ccos%5E23x%2B%5Ccos%5E25x%281-%5Ccos%5E22x%29%3D0)
Воспользуемся основным тригонометрическим тождеством:
![\cos^23x+\cos^25x\sin^22x=0 \cos^23x+\cos^25x\sin^22x=0](https://tex.z-dn.net/?f=%5Ccos%5E23x%2B%5Ccos%5E25x%5Csin%5E22x%3D0)
Левая часть представима в виде суммы двух квадратов:
![(\cos3x)^2+(\cos5x\sin2x)^2=0 (\cos3x)^2+(\cos5x\sin2x)^2=0](https://tex.z-dn.net/?f=%28%5Ccos3x%29%5E2%2B%28%5Ccos5x%5Csin2x%29%5E2%3D0)
Сумма квадратов равна нулю, когда каждое из слагаемых равно нулю:
![\left\{\begin{array}{l} (\cos3x)^2=0 \\(\cos5x\sin2x)^2=0 \end{array} \left\{\begin{array}{l} (\cos3x)^2=0 \\(\cos5x\sin2x)^2=0 \end{array}](https://tex.z-dn.net/?f=%5Cleft%5C%7B%5Cbegin%7Barray%7D%7Bl%7D%20%28%5Ccos3x%29%5E2%3D0%20%5C%5C%28%5Ccos5x%5Csin2x%29%5E2%3D0%20%5Cend%7Barray%7D)
![\left\{\begin{array}{l} \cos3x=0 \\\cos5x\sin2x=0 \end{array} \left\{\begin{array}{l} \cos3x=0 \\\cos5x\sin2x=0 \end{array}](https://tex.z-dn.net/?f=%5Cleft%5C%7B%5Cbegin%7Barray%7D%7Bl%7D%20%5Ccos3x%3D0%20%5C%5C%5Ccos5x%5Csin2x%3D0%20%5Cend%7Barray%7D)
Систему можно записать в виде совокупности двух систем:
![\left[\begin{array}{l} \left\{\begin{array}{l} \cos3x=0 \\\cos5x=0 \end{array} \\ \left\{\begin{array}{l} \cos3x=0 \\\sin2x=0 \end{array} \end{array} \left[\begin{array}{l} \left\{\begin{array}{l} \cos3x=0 \\\cos5x=0 \end{array} \\ \left\{\begin{array}{l} \cos3x=0 \\\sin2x=0 \end{array} \end{array}](https://tex.z-dn.net/?f=%5Cleft%5B%5Cbegin%7Barray%7D%7Bl%7D%20%5Cleft%5C%7B%5Cbegin%7Barray%7D%7Bl%7D%20%5Ccos3x%3D0%20%5C%5C%5Ccos5x%3D0%20%5Cend%7Barray%7D%20%5C%5C%20%5Cleft%5C%7B%5Cbegin%7Barray%7D%7Bl%7D%20%5Ccos3x%3D0%20%5C%5C%5Csin2x%3D0%20%5Cend%7Barray%7D%20%5Cend%7Barray%7D)
Рассмотрим первую систему:
![\left\{\begin{array}{l} \cos3x=0 \\\cos5x=0 \end{array} \left\{\begin{array}{l} \cos3x=0 \\\cos5x=0 \end{array}](https://tex.z-dn.net/?f=%5Cleft%5C%7B%5Cbegin%7Barray%7D%7Bl%7D%20%5Ccos3x%3D0%20%5C%5C%5Ccos5x%3D0%20%5Cend%7Barray%7D)
![\left\{\begin{array}{l} 3x=\dfrac{\pi }{2}+\pi k\\\\5x=\dfrac{\pi}{2}+\pi l \end{array} \Rightarrow \left\{\begin{array}{l} x=\dfrac{\pi }{6}+\dfrac{\pi}{3} k, \ k\in Z \\\\x=\dfrac{\pi}{10}+\dfrac{\pi}{5} l, \ l\in Z \end{array} \left\{\begin{array}{l} 3x=\dfrac{\pi }{2}+\pi k\\\\5x=\dfrac{\pi}{2}+\pi l \end{array} \Rightarrow \left\{\begin{array}{l} x=\dfrac{\pi }{6}+\dfrac{\pi}{3} k, \ k\in Z \\\\x=\dfrac{\pi}{10}+\dfrac{\pi}{5} l, \ l\in Z \end{array}](https://tex.z-dn.net/?f=%5Cleft%5C%7B%5Cbegin%7Barray%7D%7Bl%7D%203x%3D%5Cdfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B2%7D%2B%5Cpi%20k%5C%5C%5C%5C5x%3D%5Cdfrac%7B%5Cpi%7D%7B2%7D%2B%5Cpi%20l%20%5Cend%7Barray%7D%20%5CRightarrow%20%5Cleft%5C%7B%5Cbegin%7Barray%7D%7Bl%7D%20x%3D%5Cdfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B6%7D%2B%5Cdfrac%7B%5Cpi%7D%7B3%7D%20k%2C%20%5C%20k%5Cin%20Z%20%5C%5C%5C%5Cx%3D%5Cdfrac%7B%5Cpi%7D%7B10%7D%2B%5Cdfrac%7B%5Cpi%7D%7B5%7D%20l%2C%20%5C%20l%5Cin%20Z%20%5Cend%7Barray%7D)
Одни и те же решения записаны с использованием разных параметров k и l (целые числа). Необходимо привести решение к одному параметру. Для этого приравниваем решения:
![\dfrac{\pi }{6}+\dfrac{\pi}{3} k =\dfrac{\pi}{10}+\dfrac{\pi}{5} l \\\\\dfrac{1 }{6}+\dfrac{1}{3} k =\dfrac{1}{10}+\dfrac{1}{5} l \\\\5+10k=3+6l\\2+10k=6l\\1+5k=3l \dfrac{\pi }{6}+\dfrac{\pi}{3} k =\dfrac{\pi}{10}+\dfrac{\pi}{5} l \\\\\dfrac{1 }{6}+\dfrac{1}{3} k =\dfrac{1}{10}+\dfrac{1}{5} l \\\\5+10k=3+6l\\2+10k=6l\\1+5k=3l](https://tex.z-dn.net/?f=%5Cdfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B6%7D%2B%5Cdfrac%7B%5Cpi%7D%7B3%7D%20k%20%3D%5Cdfrac%7B%5Cpi%7D%7B10%7D%2B%5Cdfrac%7B%5Cpi%7D%7B5%7D%20l%20%5C%5C%5C%5C%5Cdfrac%7B1%20%7D%7B6%7D%2B%5Cdfrac%7B1%7D%7B3%7D%20k%20%3D%5Cdfrac%7B1%7D%7B10%7D%2B%5Cdfrac%7B1%7D%7B5%7D%20l%20%5C%5C%5C%5C5%2B10k%3D3%2B6l%5C%5C2%2B10k%3D6l%5C%5C1%2B5k%3D3l)
Правая часть делится на 3, значит и левая часть должна делится на 3.
Рассмотрим число k с точки зрения делимости на 3.
Пусть
. Тогда левая часть перепишется в следующем виде:
![1+5k=1+5(3r+q)=1+15r+5q=15r+(5q+1) 1+5k=1+5(3r+q)=1+15r+5q=15r+(5q+1)](https://tex.z-dn.net/?f=1%2B5k%3D1%2B5%283r%2Bq%29%3D1%2B15r%2B5q%3D15r%2B%285q%2B1%29)
Данное выражение должно делиться на 3. Но из возможных значений q (0, 1, 2) выражение делится на 3 лишь при q=1. Значит, число k имеет вид
.
Подставляем k в соответствующую формулу решений:
![x=\dfrac{\pi }{6}+\dfrac{\pi}{3} k=\dfrac{\pi }{6}+\dfrac{\pi}{3} (3r+1)=\dfrac{\pi }{6}+\pi r+\dfrac{\pi}{3}=\dfrac{\pi}{2}+\pi r, \ r\in Z x=\dfrac{\pi }{6}+\dfrac{\pi}{3} k=\dfrac{\pi }{6}+\dfrac{\pi}{3} (3r+1)=\dfrac{\pi }{6}+\pi r+\dfrac{\pi}{3}=\dfrac{\pi}{2}+\pi r, \ r\in Z](https://tex.z-dn.net/?f=x%3D%5Cdfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B6%7D%2B%5Cdfrac%7B%5Cpi%7D%7B3%7D%20k%3D%5Cdfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B6%7D%2B%5Cdfrac%7B%5Cpi%7D%7B3%7D%20%283r%2B1%29%3D%5Cdfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B6%7D%2B%5Cpi%20r%2B%5Cdfrac%7B%5Cpi%7D%7B3%7D%3D%5Cdfrac%7B%5Cpi%7D%7B2%7D%2B%5Cpi%20r%2C%20%5C%20r%5Cin%20Z)
Для второй системы аналогично имеем:
![\left\{\begin{array}{l} \cos3x=0 \\\sin2x=0 \end{array} \left\{\begin{array}{l} \cos3x=0 \\\sin2x=0 \end{array}](https://tex.z-dn.net/?f=%5Cleft%5C%7B%5Cbegin%7Barray%7D%7Bl%7D%20%5Ccos3x%3D0%20%5C%5C%5Csin2x%3D0%20%5Cend%7Barray%7D)
![\left\{\begin{array}{l} 3x=\dfrac{\pi }{2}+\pi k\\\\2x=\pi l \end{array} \Rightarrow \left\{\begin{array}{l} x=\dfrac{\pi }{6}+\dfrac{\pi}{3} k, \ k\in Z \\\\x=\dfrac{\pi }{2} l,\ l\in Z \end{array} \left\{\begin{array}{l} 3x=\dfrac{\pi }{2}+\pi k\\\\2x=\pi l \end{array} \Rightarrow \left\{\begin{array}{l} x=\dfrac{\pi }{6}+\dfrac{\pi}{3} k, \ k\in Z \\\\x=\dfrac{\pi }{2} l,\ l\in Z \end{array}](https://tex.z-dn.net/?f=%5Cleft%5C%7B%5Cbegin%7Barray%7D%7Bl%7D%203x%3D%5Cdfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B2%7D%2B%5Cpi%20k%5C%5C%5C%5C2x%3D%5Cpi%20l%20%5Cend%7Barray%7D%20%5CRightarrow%20%5Cleft%5C%7B%5Cbegin%7Barray%7D%7Bl%7D%20x%3D%5Cdfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B6%7D%2B%5Cdfrac%7B%5Cpi%7D%7B3%7D%20k%2C%20%5C%20k%5Cin%20Z%20%5C%5C%5C%5Cx%3D%5Cdfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B2%7D%20l%2C%5C%20l%5Cin%20Z%20%5Cend%7Barray%7D)
Приравниваем решения:
![\dfrac{\pi }{6}+\dfrac{\pi}{3} k=\dfrac{\pi }{2} l\\\\\dfrac{1 }{6}+\dfrac{1}{3} k=\dfrac{1 }{2} l\\\\1+2k=3l\\2k=3l-1 \dfrac{\pi }{6}+\dfrac{\pi}{3} k=\dfrac{\pi }{2} l\\\\\dfrac{1 }{6}+\dfrac{1}{3} k=\dfrac{1 }{2} l\\\\1+2k=3l\\2k=3l-1](https://tex.z-dn.net/?f=%5Cdfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B6%7D%2B%5Cdfrac%7B%5Cpi%7D%7B3%7D%20k%3D%5Cdfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B2%7D%20l%5C%5C%5C%5C%5Cdfrac%7B1%20%7D%7B6%7D%2B%5Cdfrac%7B1%7D%7B3%7D%20k%3D%5Cdfrac%7B1%20%7D%7B2%7D%20l%5C%5C%5C%5C1%2B2k%3D3l%5C%5C2k%3D3l-1)
Левая часть делится на 2, значит и правая часть должна делиться на 2.
Пусть
. Подставляем в правую часть:
![3l-1=3(2r+q)-1=6r+3q-1=6r+(3q-1) 3l-1=3(2r+q)-1=6r+3q-1=6r+(3q-1)](https://tex.z-dn.net/?f=3l-1%3D3%282r%2Bq%29-1%3D6r%2B3q-1%3D6r%2B%283q-1%29)
Из возможных значений q (0 или 1) последнее выражение четно при q=1. Значит, число l имеет остаток 1 при делении на 2:
.
Подставляем l в соответствующую формулу решений:
![x=\dfrac{\pi }{2} l=\dfrac{\pi }{2} (2r+1)=\dfrac{\pi }{2}+\pi r, \ r\in Z x=\dfrac{\pi }{2} l=\dfrac{\pi }{2} (2r+1)=\dfrac{\pi }{2}+\pi r, \ r\in Z](https://tex.z-dn.net/?f=x%3D%5Cdfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B2%7D%20l%3D%5Cdfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B2%7D%20%282r%2B1%29%3D%5Cdfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B2%7D%2B%5Cpi%20r%2C%20%5C%20r%5Cin%20Z)
Ответ: ![\dfrac{\pi }{2}+\pi r,\ r\in Z \dfrac{\pi }{2}+\pi r,\ r\in Z](https://tex.z-dn.net/?f=%5Cdfrac%7B%5Cpi%20%7D%7B2%7D%2B%5Cpi%20r%2C%5C%20r%5Cin%20Z)