Конечно, давайте решим уравнение:
[ 8 \cdot 16^{\sin^2 x} - 2 \cdot 4^{\cos 2x} = 63 ]
Начнем с упрощения выражений ( 16^{\sin^2 x} ) и ( 4^{\cos 2x} ).
- Заметим, что ( 16 = 2^4 ), значит ( 16^{\sin^2 x} = (2^4)^{\sin^2 x} = 2^{4 \sin^2 x} ).
- Также, ( 4 = 2^2 ), значит ( 4^{\cos 2x} = (2^2)^{\cos 2x} = 2^{2 \cos 2x} ).
Таким образом, уравнение переписывается как:
[ 8 \cdot 2^{4 \sin^2 x} - 2 \cdot 2^{2 \cos 2x} = 63 ]
Обозначим ( a = 2^{4 \sin^2 x} ) и ( b = 2^{2 \cos 2x} ). Тогда уравнение принимает вид:
[ 8a - 2b = 63 ]
Найдем связь между ( a ) и ( b ). Вспомним, что (\cos 2x = \cos^2 x - \sin^2 x = 1 - 2\sin^2 x ). Значит:
[ b = 2^{2 \cos 2x} = 2^{2 (1 - 2 \sin^2 x)} = 2^{2 - 4 \sin^2 x} = \frac{2^2}{2^{4 \sin^2 x}} = \frac{4}{a} ]
Подставим ( b = \frac{4}{a} ) в уравнение:
[ 8a - 2 \cdot \frac{4}{a} = 63 ]
Приведем уравнение к общему знаменателю:
[ 8a - \frac{8}{a} = 63 ]
[ 8a^2 - 8 = 63a ]
[ 8a^2 - 63a - 8 = 0 ]
Решим квадратное уравнение:
[ 8a^2 - 63a - 8 = 0 ]
Используем формулу квадратного уравнения ( a = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} ), где ( a = 8 ), ( b = -63 ), ( c = -8 ):
[ a = \frac{63 \pm \sqrt{(-63)^2 - 4 \cdot 8 \cdot (-8)}}{2 \cdot 8} ]
[ a = \frac{63 \pm \sqrt{3969 + 256}}{16} ]
[ a = \frac{63 \pm \sqrt{4225}}{16} ]
[ a = \frac{63 \pm 65}{16} ]
Получаем два корня:
[ a_1 = \frac{63 + 65}{16} = \frac{128}{16} = 8 ]
[ a_2 = \frac{63 - 65}{16} = \frac{-2}{16} = -\frac{1}{8} ]
Так как ( a = 2^{4 \sin^2 x} ) не может быть отрицательным, то ( a_2 ) не подходит. Остается только ( a = 8 ).
- Найдем ( \sin^2 x ):
[ 2^{4 \sin^2 x} = 8 ]
[ 4 \sin^2 x = \log_2 8 ]
[ 4 \sin^2 x = 3 ]
[ \sin^2 x = \frac{3}{4} ]
Отсюда:
[ \sin x = \pm \frac{\sqrt{3}}{2} ]
- Найдем ( \cos 2x ):
[ \cos 2x = 1 - 2 \sin^2 x = 1 - 2 \cdot \frac{3}{4} = 1 - \frac{3}{2} = -\frac{1}{2} ]
Проверим, подставив в исходное уравнение:
[ 8 \cdot 2^3 - 2 \cdot 2^{-1} = 63 ]
[ 64 - 1 = 63 ]
[ 63 = 63 ]
Решение верно.
Ответ: (\sin x = \pm \frac{\sqrt{3}}{2}), (\cos 2x = -\frac{1}{2}).