Давайте решим уравнение \( 2\tan\left(\frac{x}{4}\right) - 2\cot\left(\frac{x}{4}\right) = 3 \).
Сначала упростим уравнение. Разделим обе стороны на 2:
\[ \tan\left(\frac{x}{4}\right) - \cot\left(\frac{x}{4}\right) = \frac{3}{2} \]
Теперь воспользуемся тем, что \( \cot\left(\frac{x}{4}\right) = \frac{1}{\tan\left(\frac{x}{4}\right)} \). Обозначим \( t = \tan\left(\frac{x}{4}\right) \). Тогда уравнение примет вид:
\[ t - \frac{1}{t} = \frac{3}{2} \]
Умножим обе стороны на \( t \) (при условии, что \( t \neq 0 \)):
\[ t^2 - 1 = \frac{3}{2}t \]
Перегруппируем все члены в одном уравнении:
\[ t^2 - \frac{3}{2}t - 1 = 0 \]
Теперь решим это квадратное уравнение с помощью формулы решения квадратных уравнений:
\[ t = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \]
Где \( a = 1 \), \( b = -\frac{3}{2} \) и \( c = -1 \):
\[ t = \frac{\frac{3}{2} \pm \sqrt{\left(-\frac{3}{2}\right)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-1)}}{2 \cdot 1} \]
Сначала вычислим дискриминант:
\[ \left(-\frac{3}{2}\right)^2 = \frac{9}{4}, \quad -4 \cdot 1 \cdot (-1) = 4 \] \[ D = \frac{9}{4} + 4 = \frac{9}{4} + \frac{16}{4} = \frac{25}{4} \]
Теперь подставим значения в формулу:
\[ t = \frac{\frac{3}{2} \pm \frac{5}{2}}{2} = \frac{3 \pm 5}{4} \]
Это дает нам два решения:
- \( t_1 = \frac{8}{4} = 2 \)
- \( t_2 = \frac{-2}{4} = -\frac{1}{2} \)
Теперь мы нашли \( t \), т.е. \( \tan\left(\frac{x}{4}\right) = 2 \) и \( \tan\left(\frac{x}{4}\right) = -\frac{1}{2} \).
Теперь найдём \( x \):
Для \( \tan\left(\frac{x}{4}\right) = 2 \): \[ \frac{x}{4} = \arctan(2) + n\pi \quad (n \in \mathbb{Z}) \] Тогда: \[ x = 4\arctan(2) + 4n\pi \]
Для \( \tan\left(\frac{x}{4}\right) = -\frac{1}{2} \): \[ \frac{x}{4} = \arctan\left(-\frac{1}{2}\right) + n\pi \] Что можно переписать как: \[ \frac{x}{4} = -\arctan\left(\frac{1}{2}\right) + n\pi \] Тогда: \[ x = 4\left(-\arctan\left(\frac{1}{2}\right)\right) + 4n\pi \]
Это все решения для заданного уравнения. Если возникнут дополнительные вопросы, с удовольствием помогу!