Рассмотрим уравнение:
\[ \sin(2x - \frac{\pi}{4}) = -\frac{1}{2} \]
Цель — понять и подробно решить это уравнение.
Шаг 1. Построение общего решения для \(\sin \theta = -\frac{1}{2}\)
Обозначим:
\[
\theta = 2x - \frac{\pi}{4}
\]
Тогда уравнение становится:
\[
\sin \theta = -\frac{1}{2}
\]
Известно, что:
\[ \sin \varphi = -\frac{1}{2} \]
имеет решения при:
\[ \varphi = 7\pi/6 + 2k \pi \quad \text{и} \quad \varphi = 11\pi/6 + 2k \pi, \quad k \in \mathbb{Z} \]
Это стандартные значения из тригонометрии, соответствующие синусу \(-\frac{1}{2}\).
Шаг 2. Получение решений для \(\theta\)
Поскольку \(\theta = 2x - \frac{\pi}{4}\), то:
\[ 2x - \frac{\pi}{4} = \frac{7\pi}{6} + 2k\pi \] и \[ 2x - \frac{\pi}{4} = \frac{11\pi}{6} + 2k\pi \]
Рассмотрим каждое отдельно.
Шаг 3. Решение для каждого варианта
Первый вариант:
\[ 2x - \frac{\pi}{4} = \frac{7\pi}{6} + 2k\pi \]
Добавим \(\frac{\pi}{4}\) к обеим частям:
\[ 2x = \frac{7\pi}{6} + \frac{\pi}{4} + 2k \pi \]
Приведем к общему знаменателю 12:
\[ 2x = \frac{14\pi}{12} + \frac{3\pi}{12} + 2k \pi = \frac{17\pi}{12} + 2k \pi \]
Делим обе части на 2:
\[ x = \frac{17\pi}{24} + k \pi, \quad k \in \mathbb{Z} \]
Второй вариант:
\[ 2x - \frac{\pi}{4} = \frac{11\pi}{6} + 2k\pi \]
Также прибавим \(\frac{\pi}{4}\):
\[ 2x = \frac{11\pi}{6} + \frac{\pi}{4} + 2k \pi \]
Общий знаменатель — 12:
\[ 2x = \frac{22\pi}{12} + \frac{3\pi}{12} + 2k \pi = \frac{25\pi}{12} + 2k \pi \]
Делим обе части на 2:
\[ x = \frac{25\pi}{24} + k \pi, \quad k \in \mathbb{Z} \]
Ответ:
\[ \boxed{ x = \frac{17\pi}{24} + k \pi \quad \text{или} \quad x = \frac{25\pi}{24} + k \pi, \quad k \in \mathbb{Z} } \]
Это все решения исходного уравнения.