Для начала перепишем уравнение в терминах sin и cos:
sinxxx + sin^3xxx + 2020sin^5xxx = cos2x2x2x + cos^32x2x2x + 2020cos^52x2x2x
Пользуясь формулами связи между sin и cos для удвоенных углов sin(2x)=2sin(x)cos(x),cos(2x)=cos2(x)−sin2(x)sin(2x) = 2sin(x)cos(x), cos(2x) = cos^2(x) - sin^2(x)sin(2x)=2sin(x)cos(x),cos(2x)=cos2(x)−sin2(x), преобразуем правую часть:
cos2x2x2x + cos^32x2x2x + 2020*cos^52x2x2x = cos^2xxx - sin^2xxx + cos^3xxx - 3cosxxxsin^2xxx + 2020cos^5xxx - 20cos^3xxxsin^2xxx
= cos^2xxx + cos^3xxx - 2020cos^3xxxsin^2xxx - sin^2xxx - 3cosxxxsin^2xxx + 2020cos^5xxx
Заметим, что уравнение выражается через sinxxx и cosxxx. Также заметим, что sin^2xxx + cos^2xxx = 1. Таким образом, уравнение сводится к:
sinxxx + sin^3xxx + 2020*sin^5xxx = cos^2xxx + cos^3xxx - 2020cos^3xxxsin^2xxx - sin^2xxx - 3cosxxxsin^2xxx + 2020cos^5xxx
Теперь преобразуем:
sinxxx + sin^3xxx + 2020*sin^5xxx = 1 - sin^2xxx + cos^3xxx - 2020cos^3xxxsin^2xxx - sin^2xxx - 3cosxxxsin^2xxx + 2020cos^5xxx
sinxxx + sin^3xxx + 2020*sin^5xxx = 1 - 2sin^2xxx - 3cosxxxsin^2xxx + cos^3xxx - 2020cos^3xxxsin^2xxx + 2020cos^5xxx
sinxxx + sin^3xxx + 2020*sin^5xxx = 1 - 2sin^2xxx + 2020cos^5xxx
2020*sin^5xxx - 2020cos^5xxx = 1 - 2sin^2xxx - sin^2xxx - 2sin^3xxx - sinxxx = 0
Теперь это уравнение 5-й степени относительно sinxxx. Подставим t = sinxxx:
2020t^5 - 20201−t21 - t^21−t2 = 0
2020t^5 + 2020t^2 - 2020 = 0
Полученное уравнение 5 степени, но его можно решить численно для нахождения корней t, а затем sinxxx.
Для начала перепишем уравнение в терминах sin и cos:
sinxxx + sin^3xxx + 2020sin^5xxx = cos2x2x2x + cos^32x2x2x + 2020cos^52x2x2x
Пользуясь формулами связи между sin и cos для удвоенных углов sin(2x)=2sin(x)cos(x),cos(2x)=cos2(x)−sin2(x)sin(2x) = 2sin(x)cos(x), cos(2x) = cos^2(x) - sin^2(x)sin(2x)=2sin(x)cos(x),cos(2x)=cos2(x)−sin2(x), преобразуем правую часть:
cos2x2x2x + cos^32x2x2x + 2020*cos^52x2x2x = cos^2xxx - sin^2xxx + cos^3xxx - 3cosxxxsin^2xxx + 2020cos^5xxx - 20cos^3xxxsin^2xxx
= cos^2xxx + cos^3xxx - 2020cos^3xxxsin^2xxx - sin^2xxx - 3cosxxxsin^2xxx + 2020cos^5xxx
Заметим, что уравнение выражается через sinxxx и cosxxx. Также заметим, что sin^2xxx + cos^2xxx = 1. Таким образом, уравнение сводится к:
sinxxx + sin^3xxx + 2020*sin^5xxx = cos^2xxx + cos^3xxx - 2020cos^3xxxsin^2xxx - sin^2xxx - 3cosxxxsin^2xxx + 2020cos^5xxx
Теперь преобразуем:
sinxxx + sin^3xxx + 2020*sin^5xxx = 1 - sin^2xxx + cos^3xxx - 2020cos^3xxxsin^2xxx - sin^2xxx - 3cosxxxsin^2xxx + 2020cos^5xxx
sinxxx + sin^3xxx + 2020*sin^5xxx = 1 - 2sin^2xxx - 3cosxxxsin^2xxx + cos^3xxx - 2020cos^3xxxsin^2xxx + 2020cos^5xxx
sinxxx + sin^3xxx + 2020*sin^5xxx = 1 - 2sin^2xxx + 2020cos^5xxx
Теперь преобразуем:
2020*sin^5xxx - 2020cos^5xxx = 1 - 2sin^2xxx - sin^2xxx - 2sin^3xxx - sinxxx = 0
Теперь это уравнение 5-й степени относительно sinxxx. Подставим t = sinxxx:
2020t^5 - 20201−t21 - t^21−t2 = 0
2020t^5 + 2020t^2 - 2020 = 0
Полученное уравнение 5 степени, но его можно решить численно для нахождения корней t, а затем sinxxx.