Trovare le radici che soddisfano la seguente equazione
[math]\sqrt{2}[\\sin(\pi-2x)+sen(\pi/2 -2x)]+\\sin2(\pi-2x)=1[/math]
Conosciamo delle semplici identità che possono essere facilmente verificate sulla circonferenza goniometrica.
[math]\\sin(\pi-2x)=\\sin(2x)[/math]
[math]\\sin(\pi/2-2x)=\\cos(2x)[/math]
[math]\\sin(2(\pi-2x))=\\sin(2\pi-4x)=-\\sin4x=-2\\sin(2x)\\cos(2x)[/math]
ottenuta con una semplice moltiplicazione e l'uso della formula di bisezione.
Infine vale
[math]1=\\sin^2(2x)+\\cos^2(2x)[/math]
Veniamo ora all'equazione, osservando che l'abbiamo trasformata usando le formule scritte di sopra
[math]\sqrt2 \cdot {\\sin(2x)+\\cos(2x)}-2\\sin(2x)\\cos(2x)-(\\sin^2(2x)+\\cos^2(2x))=0[/math]
Ora osserviamo gli ultimi tre termini: togliendo l'ultima parentesi, otteniamo
[math]-2\\sin2x\\cos2x-\\sin^2(2x)-\\cos^2(2x)[/math]
ovvero
[math]-(sen2x+\\cos2x)^2[/math]
Perciò possiamo affermare che l'equazione diventa
[math]\sqrt2 \cdot {\\sin(2x)+\\cos(2x)}-{\\sin(2x)+\\cos(2x)}^2=0[/math]
ovvero raccogliendo a fattor comune
[math](\\sin2x+\\cos2x)(\sqrt2-\\sin2x-\\cos2x)=0[/math]
che comporta quindi che una parentesi deve annullarsi
[math]\\sin2x+\\cos2x=0[/math]
[math]\\sin2x+\\cos2x=\sqrt2[/math]
Osserviamo la prima
Ora
[math]\\sin2x+\\cos2x=0[/math]
Dividendo ambo i membri per
[math]\\cos2x[/math]
che non è soluzione, otteniamo
[math]tg2x=-1[/math]
.
che significa
[math]2x=3/4\pi+k\pi->x=3/8\pi+k\pi/2[/math]
Ora invece
[math]\\sin2x+\\cos2x=\sqrt2[/math]
è semplice perchè è vera quando
[math]\\cos2x=\\sin2x=1/2\sqrt2[/math]
e quindi quando
[math]2x=\pi/4+2k\pi->x=\pi/8+k\pi[/math]
.
La soluzione può essere trovata anche con il metodo grafico.
In conclusione le soluzioni sono
[math]x=\pi/8+k\pi[/math]
[math]x=3/8\pi+k\pi/2,k in ZZ[/math]