Для того, чтобы решить это уравнение необходимо представить прямоугольный треугольник ABC с прямым углом B, катеты которого AB = 11, BC = 60. Используя Теорему Пифагора AC2 = AB2 + BC2 можно рассчитать гипотенузу: AC2 = 112 + 602 = 3721 = 612, откуда гипотенуза AC = 61.
Первое решение: Пусть в этом треугольнике ABC угол A равен α, тогда можем вычислить cos α =
11
61
, sin α =
60
61
. Поделим всё уравнение на 61, получим:
11
61
cos x +
60
61
sin x = -
1
2
. Заменим полученные значения: cos α cos x + sin α sin x = -
1
2
, далее собираем по формуле: cos(α - x) = -
1
2
, откуда по единичной окружности можно определить корни: α - x1 =
2π
3
+ 2πn, n∈Z, α - x2 =
4π
3
+ 2πn, n∈Z. После этого: -x1 = -α +
2π
3
+ 2πn, n∈Z, -x2 = -α +
4π
3
+ 2πn, n∈Z. Умножим корни на -1, чтобы избавиться от -x: x1 = α -
2π
3
+ 2πk, k∈Z, x2 = α -
4π
3
+ 2πk, k∈Z (при этом заменим n на k, чтобы корни выглядели красивее). Так как cos α =
11
61
, sin α =
60
61
, то можно записать точные значения корней так: x1 = arcsin(
60
61
) -
2π
3
+ 2πk, k∈Z, x2 = arcsin(
60
61
) -
4π
3
+ 2πk, k∈Z или x1 = arccos(
11
61
) -
2π
3
+ 2πk, k∈Z, x2 = arccos(
11
61
) -
4π
3
+ 2πk, k∈Z
Второе решение: Пусть в этом треугольнике ABC угол C равен β, тогда можем вычислить cos β =
60
61
, sin β =
11
61
. Поделим всё уравнение на 61, получим:
11
61
cos x +
60
61
sin x = -
1
2
. Заменим полученные значения: sin β cos x + cos β sin x = -
1
2
, далее собираем по формуле: sin(β + x) = -
1
2
, откуда по единичной окружности можно определить корни: β + x1 =
7π
6
+ 2πn, n∈Z, β + x2 =
11π
6
+ 2πn, n∈Z. После этого: x1 = -β +
7π
6
+ 2πn, n∈Z, x2 = -β +
11π
6
+ 2πn, n∈Z. Так как cos β =
60
61
, sin β =
11
61
, то можно записать точные значения корней так: x1 = -arcsin(
11
61
) +
7π
6
+ 2πn, n∈Z, x2 = -arcsin(
11
61
) +
11π
6
+ 2πn, n∈Z или x1 = -arccos(
60
61
) +
7π
6
+ 2πn, n∈Z, x2 = -arccos(
60
61
) +
11π
6
+ 2πn, n∈Z
P.S. Может показаться, что найденные корни для первого и второго варианта решений совсем не одинаковые, потому что выражения для их записи не равны. Однако, это не так. Если вычислить конкретные значения, например arccos(
11
61
) ≈ 1,389 (заметьте, углы считаются в радианах, а не в градусах) и подставить вместо π ≈ 3,14, то можно увидеть, что получатся следующие выражения для корней: x1 ≈ 1,389 -
2×3,14
3
+ 2×3,14×k, k∈Z, x2 ≈ 1,389 -
4×3,14
3
+ 2×3,14×k, k∈Z для первого варианта решения и x1 ≈ -0,1813 +
7×3,14
6
+ 2×3,14×n, n∈Z, x2 ≈ -0,1813 +
11×3,14
6
+ 2×3,14×n, n∈Z для второго варианта решения, после чего, упростив, можно получить: x1 ≈ -0,704 + 6,28×k, k∈Z, x2 ≈ -2,8 + 6,28×k, k∈Z для первого варианта и: x1 ≈ 3,48 + 6,28×n, n∈Z, x2 ≈ 5,58 + 6,28×n, n∈Z для второго варианта, откуда видно, что решения отличаются друг от друга ровно на период, равный 2π, то есть на 6,28.