Question

Решить уравнение $sin \frac{\pi x}{4}=x^2-4x+5$

Answer 1

$\sin \dfrac{\pi x}{4}=x^2-4x+5$

Преобразуем правую часть:

$\sin \dfrac{\pi x}{4}=x^2-4x+4+1$

$\sin \dfrac{\pi x}{4}=x^2-2\cdot x\cdot2+2^2+1$

$\sin \dfrac{\pi x}{4}=(x-2)^2+1$

Так как квадрат любого выражения принимает только неотрицательные значения, то $(x-2)^2\geqslant 0$. Тогда:

$(x-2)^2+1\geqslant 1$

В левой части записан синус, а синус может принимать только значения из отрезка от -1 до 1. То есть:

$-1\leqslant \sin \dfrac{\pi x}{4}\leqslant 1$

Поскольку левая часть меньше либо равна 1, а правая часть больше либо равна 1, то равенство возможно только в случае, если обе части равны 1.

Найдем, при каких значениях х правая часть равна 1:

$(x-2)^2+1=1$

$(x-2)^2=0$

$x-2=0$

$x=2$

Искать все значения, при которых левая часть равна 1 смысла не имеет. Достаточно проверить, равна ли 1 левая часть при том значении х, при котором правая часть равна 1.

Находим значение левой части при x=2:

$\sin \dfrac{2\pi}{4}=\sin \dfrac{\pi}{2}=1$

При х=2 левая часть, как и правая равна 1. Значит, х=2 - корень уравнения.

Ответ: x=2