а) Для решения данного уравнения начнем с анализа функций под экспонентами степени:
[ 16^{\sin x} + 16^{\sin(x+\pi)} = \frac{17}{4} ]
Заметим, что:
[ \sin(x + \pi) = -\sin x ]
Тогда уравнение преобразуется к виду:
[ 16^{\sin x} + 16^{-\sin x} = \frac{17}{4} ]
Используем свойство степеней:
[ a^{-n} = \frac{1}{a^n} ]
тогда:
[ 16^{\sin x} + \frac{1}{16^{\sin x}} = \frac{17}{4} ]
Обозначим:
[ y = 16^{\sin x} ]
Получаем:
[ y + \frac{1}{y} = \frac{17}{4} ]
Умножим обе части уравнения на (y):
[ y^2 - \frac{17}{4}y + 1 = 0 ]
Это квадратное уравнение относительно (y). Решим его через дискриминант:
[ D = \left(-\frac{17}{4}\right)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 1 = \frac{289}{16} - 4 = \frac{289}{16} - \frac{64}{16} = \frac{225}{16} ]
[ y = \frac{\frac{17}{4} \pm \frac{15}{4}}{2} = \frac{32}{8}, \frac{2}{8} = 4, \frac{1}{4} ]
Таким образом, у нас есть два случая:
- ( 16^{\sin x} = 4 ) или ( \sin x = \frac{1}{2} )
- ( 16^{\sin x} = \frac{1}{4} ) или ( \sin x = -\frac{1}{2} )
б) Найдем теперь корни уравнения на интервале ([ \frac{3\pi}{2}, 3\pi ]):
( \sin x = \frac{1}{2} )
Корни для ( \sin x = \frac{1}{2} ) на данном интервале:
[ x = \frac{5\pi}{6} + 2\pi k, \frac{13\pi}{6} + 2\pi k ]
На интервале ([\frac{3\pi}{2}, 3\pi]) подходит корень:
[ x = \frac{13\pi}{6} ]
( \sin x = -\frac{1}{2} )
Корни для ( \sin x = -\frac{1}{2} ) на данном интервале:
[ x = \frac{7\pi}{6} + 2\pi k, \frac{11\pi}{6} + 2\pi k ]
На интервале ([\frac{3\pi}{2}, 3\pi]) подходят корни:
[ x = \frac{7\pi}{6} + 2\pi = \frac{19\pi}{6} ]
[ x = \frac{11\pi}{6} + 2\pi = \frac{23\pi}{6} ]
Таким образом, уравнение имеет три корня на интервале ([\frac{3\pi}{2}, 3\pi]): (x = \frac{13\pi}{6}, \frac{19\pi}{6}, \frac{23\pi}{6}).