Чтобы найти корень уравнения (\cos \frac{\pi(x-1)}{3} = \frac{1}{2}), начнем с рассмотрения основного тригонометрического уравнения (\cos \theta = \frac{1}{2}).
Значение (\cos \theta = \frac{1}{2}) соответствует двум основным углам на окружности:
[
\theta = \frac{\pi}{3} + 2k\pi \quad \text{и} \quad \theta = -\frac{\pi}{3} + 2k\pi,
]
где (k) — целое число.
Применим это к нашему уравнению:
[
\frac{\pi(x-1)}{3} = \frac{\pi}{3} + 2k\pi \quad \text{и} \quad \frac{\pi(x-1)}{3} = -\frac{\pi}{3} + 2k\pi.
]
Рассмотрим оба случая отдельно.
Первый случай:
[
\frac{\pi(x-1)}{3} = \frac{\pi}{3} + 2k\pi.
]
Разделим обе части на (\pi):
[
\frac{x-1}{3} = \frac{1}{3} + 2k.
]
Умножим обе части на 3:
[
x-1 = 1 + 6k.
]
Добавим 1 к обеим частям:
[
x = 2 + 6k.
]
Второй случай:
[
\frac{\pi(x-1)}{3} = -\frac{\pi}{3} + 2k\pi.
]
Разделим обе части на (\pi):
[
\frac{x-1}{3} = -\frac{1}{3} + 2k.
]
Умножим обе части на 3:
[
x-1 = -1 + 6k.
]
Добавим 1 к обеим частям:
[
x = 6k.
]
Теперь у нас есть два семейства решений:
[
x = 2 + 6k \quad \text{и} \quad x = 6k,
]
где (k) — целое число.
Чтобы найти наибольший отрицательный корень, рассмотрим оба семейства решений:
(x = 2 + 6k):
- Для (k = -1):
[
x = 2 + 6(-1) = 2 - 6 = -4.
]
- Для (k = -2):
[
x = 2 + 6(-2) = 2 - 12 = -10.
]
- Наибольший отрицательный корень в этом семействе: (-4).
(x = 6k):
- Для (k = -1):
[
x = 6(-1) = -6.
]
- Для (k = -2):
[
x = 6(-2) = -12.
]
- Наибольший отрицательный корень в этом семействе: (-6).
Сравнивая наибольшие отрицательные корни из обоих семейств, видим, что (-4) больше, чем (-6).
Таким образом, наибольший отрицательный корень уравнения (\cos \frac{\pi(x-1)}{3} = \frac{1}{2}) равен (-4).