Для того, чтобы решить это уравнение необходимо представить прямоугольный треугольник ABC с прямым углом B, катеты которого AB = 27, BC = 36. Используя Теорему Пифагора AC2 = AB2 + BC2 можно рассчитать гипотенузу: AC2 = 272 + 362 = 2025 = 452, откуда гипотенуза AC = 45.
Первое решение: Пусть в этом треугольнике ABC угол A равен α, тогда можем вычислить cos α =
27
45
, sin α =
36
45
. Поделим всё уравнение на 45, получим:
27
45
cos x -
36
45
sin x = -
3
2
. Заменим полученные значения: cos α cos x - sin α sin x = -
3
2
, далее собираем по формуле: cos(α + x) = -
3
2
, откуда по единичной окружности можно определить корни: α + x1 =
5π
6
+ 2πn, n∈Z, α + x2 =
7π
6
+ 2πn, n∈Z. После этого: x1 = -α +
5π
6
+ 2πn, n∈Z, x2 = -α +
7π
6
+ 2πn, n∈Z. Так как cos α =
27
45
, sin α =
36
45
, то можно записать точные значения корней так: x1 = -arcsin(
36
45
) +
5π
6
+ 2πn, n∈Z, x2 = -arcsin(
36
45
) +
7π
6
+ 2πn, n∈Z или x1 = -arccos(
27
45
) +
5π
6
+ 2πn, n∈Z, x2 = -arccos(
27
45
) +
7π
6
+ 2πn, n∈Z
Второе решение: Пусть в этом треугольнике ABC угол C равен β, тогда можем вычислить cos β =
36
45
, sin β =
27
45
. Поделим всё уравнение на 45, получим:
27
45
cos x -
36
45
sin x = -
3
2
. Заменим полученные значения: sin β cos x - cos β sin x = -
3
2
, далее собираем по формуле: sin(β - x) = -
3
2
, откуда по единичной окружности можно определить корни: β - x1 =
4π
3
+ 2πn, n∈Z, β - x2 =
5π
3
+ 2πn, n∈Z. После этого: -x1 = -β +
4π
3
+ 2πn, n∈Z, -x2 = -β +
5π
3
+ 2πn, n∈Z. Умножим корни на -1, чтобы избавиться от -x: x1 = β -
4π
3
+ 2πk, k∈Z, x2 = β -
5π
3
+ 2πk, k∈Z (при этом заменим n на k, чтобы корни выглядели красивее). Так как cos β =
36
45
, sin β =
27
45
, то можно записать точные значения корней так: x1 = arcsin(
27
45
) -
4π
3
+ 2πk, k∈Z, x2 = arcsin(
27
45
) -
5π
3
+ 2πk, k∈Z или x1 = arccos(
36
45
) -
4π
3
+ 2πk, k∈Z, x2 = arccos(
36
45
) -
5π
3
+ 2πk, k∈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(
27
45
) ≈ 0,927 (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 ≈ -0,927 +
5×3,14
6
+ 2×3,14×n, n∈Z, x2 ≈ -0,927 +
7×3,14
6
+ 2×3,14×n, n∈Z для первого варианта решения и x1 ≈ 0,644 -
4×3,14
3
+ 2×3,14×k, k∈Z, x2 ≈ 0,644 -
5×3,14
3
+ 2×3,14×k, k∈Z для второго варианта решения, после чего, упростив, можно получить: x1 ≈ 1,69 + 6,28×n, n∈Z, x2 ≈ 2,74 + 6,28×n, n∈Z для первого варианта и: x1 ≈ -3,54 + 6,28×k, k∈Z, x2 ≈ -4,59 + 6,28×k, k∈Z для второго варианта, откуда видно, что решения отличаются друг от друга ровно на период, равный 2π, то есть на 6,28.