Ответ:
Решение:
Используем формулу \( \cos^2 x = \frac{1 + \cos(2x)}{2} \).
\( \frac{1 + \cos(2x)}{2} = \cos 6x \)
\( 1 + \cos(2x) = 2 \cos 6x \)
\( 2 \cos 6x - \cos(2x) = 1 \)
Это уравнение сложно решить аналитически без дополнительных преобразований или числовых методов.
Если предположить, что \( 6x \) и \( 2x \) связаны, можно попробовать разложить \( \cos 6x \) через \( \cos 2x \) (используя формулу \( \cos 3A = 4\cos^3 A - 3\cos A \) с \( A = 2x \)).
\( \cos 6x = 4 \cos^3(2x) - 3 \cos(2x) \)
Подставим в уравнение:
\( 2(4 \cos^3(2x) - 3 \cos(2x)) - \cos(2x) = 1 \)
\( 8 \cos^3(2x) - 6 \cos(2x) - \cos(2x) = 1 \)
\( 8 \cos^3(2x) - 7 \cos(2x) - 1 = 0 \)
Пусть \( y = \cos(2x) \). Тогда кубическое уравнение:
\( 8y^3 - 7y - 1 = 0 \)
Попробуем найти целочисленные корни. Если \( y=1 \): \( 8 - 7 - 1 = 0 \). Значит, \( y=1 \) — корень.
\( \cos(2x) = 1 \)
\( 2x = 2 \pi k \), где \( k \in \mathbb{Z} \).
\( x = \pi k \).
Разделим многочлен \( 8y^3 - 7y - 1 \) на \( (y-1) \).
(8y³ - 7y - 1) : (y - 1) = 8y² + 8y + 1
Итак, \( (y-1)(8y^2 + 8y + 1) = 0 \).
Рассмотрим \( 8y^2 + 8y + 1 = 0 \).
Дискриминант \( D = 8^2 - 4 · 8 · 1 = 64 - 32 = 32 \).
\( y = \frac{-8 ± \sqrt{32}}{16} = \frac{-8 ± 4\sqrt{2}}{16} = \frac{-2 ± \sqrt{2}}{4} \).
\( \cos(2x) = \frac{-2 + \sqrt{2}}{4} \)
\( 2x = \pm \arccos\left(\frac{-2 + \sqrt{2}}{4}\right) + 2 \pi n \).
\( x = \pm \frac{1}{2} \arccos\left(\frac{-2 + \sqrt{2}}{4}\right) + \pi n \).
\( \cos(2x) = \frac{-2 - \sqrt{2}}{4} \)
\( 2x = \pm \arccos\left(\frac{-2 - \sqrt{2}}{4}\right) + 2 \pi m \).
\( x = \pm \frac{1}{2} \arccos\left(\frac{-2 - \sqrt{2}}{4}\right) + \pi m \).
Ответ: \( x = \pi k \), \( x = \pm \frac{1}{2} \arccos\left(\frac{-2 + \sqrt{2}}{4}\right) + \pi n \), \( x = \pm \frac{1}{2} \arccos\left(\frac{-2 - \sqrt{2}}{4}\right) + \pi m \), где \( k, n, m \in \mathbb{Z} \).
