Рассмотрим уравнение:
[ 27 \cdot 81^{\sin x} - 12 \cdot 9^{\sin x} + 1 = 0 ]
Для упрощения введем замену переменной. Обозначим:
[ y = 9^{\sin x} ]
Тогда ( 81^{\sin x} = (9^2)^{\sin x} = (9^{\sin x})^2 = y^2 ).
Подставим эти обозначения в уравнение:
[ 27y^2 - 12y + 1 = 0 ]
Это квадратное уравнение относительно ( y ). Решим его с помощью дискриминанта:
Дискриминант ( D ) равен:
[ D = (-12)^2 - 4 \cdot 27 \cdot 1 = 144 - 108 = 36 ]
Корни квадратного уравнения находятся по формуле:
[ y_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} ]
где ( a = 27 ), ( b = -12 ), ( c = 1 ).
Подставим значения:
[ y_{1,2} = \frac{12 \pm \sqrt{36}}{54} = \frac{12 \pm 6}{54} ]
Получаем два корня:
[ y_1 = \frac{18}{54} = \frac{1}{3} ]
[ y_2 = \frac{6}{54} = \frac{1}{9} ]
Теперь вернемся к замене ( y = 9^{\sin x} ).
Для ( y = \frac{1}{3} ):
[ 9^{\sin x} = \frac{1}{3} ]
Прологарифмируем обе части:
[ \sin x \cdot \log 9 = \log \frac{1}{3} ]
[ \sin x = \frac{\log \frac{1}{3}}{\log 9} = \frac{-\log 3}{2 \log 3} = -\frac{1}{2} ]
Для ( y = \frac{1}{9} ):
[ 9^{\sin x} = \frac{1}{9} ]
Прологарифмируем обе части:
[ \sin x \cdot \log 9 = \log \frac{1}{9} ]
[ \sin x = \frac{\log \frac{1}{9}}{\log 9} = \frac{-2\log 3}{2 \log 3} = -1 ]
Теперь найдем значения ( x ) в интервале ([ \frac{3\pi}{2}, 3\pi ]):
Если (\sin x = -\frac{1}{2}), то:
[ x = \frac{7\pi}{6} + 2\pi n \quad \text{или} \quad x = \frac{11\pi}{6} + 2\pi n ]
В интервале ([ \frac{3\pi}{2}, 3\pi ]), это:
[ x = \frac{11\pi}{6} ]
Если (\sin x = -1), то:
[ x = \frac{3\pi}{2} + 2\pi n ]
В интервале ([ \frac{3\pi}{2}, 3\pi ]), это:
[ x = \frac{3\pi}{2} ]
Таким образом, решения уравнения на данном интервале: ( x = \frac{3\pi}{2} ) и ( x = \frac{11\pi}{6} ).