Давайте решим уравнение:
[
\frac{1}{\sin^2{x}} - \frac{3}{\sin{x}} + 2 = 0
]
Для удобства введем замену переменной: ( y = \sin{x} ). Тогда уравнение примет вид:
[
\frac{1}{y^2} - \frac{3}{y} + 2 = 0
]
Теперь умножим все члены уравнения на ( y^2 ) (при условии, что ( y \neq 0 )), чтобы избавиться от дробей:
[
1 - 3y + 2y^2 = 0
]
Перепишем уравнение в стандартной форме:
[
2y^2 - 3y + 1 = 0
]
Это квадратное уравнение. Решим его с помощью дискриминанта. Для квадратного уравнения ( ay^2 + by + c = 0 ), дискриминант ( D ) вычисляется по формуле:
[
D = b^2 - 4ac
]
В нашем уравнении ( a = 2 ), ( b = -3 ), ( c = 1 ). Подставим эти значения в формулу для дискриминанта:
[
D = (-3)^2 - 4 \cdot 2 \cdot 1 = 9 - 8 = 1
]
Так как дискриминант положительный, уравнение имеет два различных решения:
[
y_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a}
]
Подставим значения ( a ), ( b ) и ( D ):
[
y_{1,2} = \frac{3 \pm \sqrt{1}}{4} = \frac{3 \pm 1}{4}
]
Получим два корня:
[
y_1 = \frac{3 + 1}{4} = 1
]
[
y_2 = \frac{3 - 1}{4} = \frac{1}{2}
]
Теперь вернемся к переменной ( x ):
Для ( y = 1 ):
[
\sin{x} = 1
]
Это равенство выполняется при:
[
x = \frac{\pi}{2} + 2k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}
]
Для ( y = \frac{1}{2} ):
[
\sin{x} = \frac{1}{2}
]
Это равенство выполняется при:
[
x = \frac{\pi}{6} + 2k\pi \quad \text{или} \quad x = \frac{5\pi}{6} + 2k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}
]
Таким образом, общее решение уравнения:
[
x = \frac{\pi}{2} + 2k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}
]
[
x = \frac{\pi}{6} + 2k\pi \quad \text{или} \quad x = \frac{5\pi}{6} + 2k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}
]