Общее решение уравнения \( \sin(y) = a \) имеет вид \( y = (-1)^n \arcsin(a) + \pi n \), где \( n \in \mathbb{Z} \).
В нашем случае \( y = 2x \) и \( a = \frac{\sqrt{2}}{2} \).
\( 2x = (-1)^n \arcsin(\frac{\sqrt{2}}{2}) + \pi n \)
\( 2x = (-1)^n \frac{\pi}{4} + \pi n \)
Разделим обе части на 2:
\( x = \frac{(-1)^n}{2} \frac{\pi}{4} + \frac{\pi n}{2} \)
\( x = \frac{(-1)^n \pi}{8} + \frac{\pi n}{2} \), где \( n \in \mathbb{Z} \).
Перепишем основание 4 как \( 2^2 \):
\( (2^2)^x = 2^{6+x-x^2} \)
\( 2^{2x} = 2^{6+x-x^2} \)
Приравниваем показатели степеней:
\( 2x = 6 + x - x^2 \)
Переносим все члены в одну сторону:
\( x^2 + 2x - x - 6 = 0 \)
\( x^2 + x - 6 = 0 \)
Решаем квадратное уравнение. Дискриминант \( D = b^2 - 4ac = 1^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-6) = 1 + 24 = 25 \). \( \sqrt{D} = 5 \).
\( x_1 = \frac{-1 + 5}{2} = \frac{4}{2} = 2 \)
\( x_2 = \frac{-1 - 5}{2} = \frac{-6}{2} = -3 \)
Это квадратное уравнение относительно \( \sin(x) \). Пусть \( y = \sin(x) \). Тогда уравнение примет вид:
\( 6y^2 - y - 1 = 0 \)
Решаем квадратное уравнение для \( y \). Дискриминант \( D = (-1)^2 - 4 \cdot 6 \cdot (-1) = 1 + 24 = 25 \). \( \sqrt{D} = 5 \).
\( y_1 = \frac{1 + 5}{2 \cdot 6} = \frac{6}{12} = \frac{1}{2} \)
\( y_2 = \frac{1 - 5}{2 \cdot 6} = \frac{-4}{12} = -\frac{1}{3} \)
Теперь возвращаемся к \( \sin(x) \):
1) \( \sin(x) = \frac{1}{2} \)
\( x = (-1)^n \arcsin(\frac{1}{2}) + \pi n \)
\( x = (-1)^n \frac{\pi}{6} + \pi n \), где \( n \in \mathbb{Z} \).
2) \( \sin(x) = -\frac{1}{3} \)
\( x = (-1)^k \arcsin(-\frac{1}{3}) + \pi k \)
\( x = -(-1)^k \arcsin(\frac{1}{3}) + \pi k \), где \( k \in \mathbb{Z} \).
Ответ: а) \( x = \frac{(-1)^n \pi}{8} + \frac{\pi n}{2} \), \( n \in \mathbb{Z} \); б) \( x_1 = 2, x_2 = -3 \); в) \( x = (-1)^n \frac{\pi}{6} + \pi n \) и \( x = -(-1)^k \arcsin(\frac{1}{3}) + \pi k \), \( n, k \in \mathbb{Z} \).