Для решения уравнения (4 \sin^2 x = \tan x) начнем с переформулировки тангенса через синус и косинус:
[
\tan x = \frac{\sin x}{\cos x}
]
Тогда уравнение примет вид:
[
4 \sin^2 x = \frac{\sin x}{\cos x}
]
Это уравнение можно переписать как:
[
4 \sin^2 x \cos x = \sin x
]
Для удобства решения разделим обе части уравнения на (\sin x) (при условии, что (\sin x \neq 0), случай (\sin x = 0) рассмотрим отдельно):
[
4 \sin x \cos x = 1
]
Теперь используем формулу двойного угла для синуса: ( \sin 2x = 2 \sin x \cos x ), тогда уравнение преобразуется к виду:
[
2 \sin 2x = 1
]
Отсюда:
[
\sin 2x = \frac{1}{2}
]
Решения этого уравнения известны:
[
2x = \frac{\pi}{6} + 2\pi k \quad \text{или} \quad 2x = \frac{5\pi}{6} + 2\pi k, \quad k \in \mathbb{Z}
]
Теперь найдем (x):
[
x = \frac{\pi}{12} + \pi k \quad \text{или} \quad x = \frac{5\pi}{12} + \pi k, \quad k \in \mathbb{Z}
]
Также проверим случай, когда (\sin x = 0), что соответствует:
[
x = \pi m, \quad m \in \mathbb{Z}
]
Однако, в этих точках тангенс не определен (кроме случая (x = 0 \; (\text{mod} \; \pi))), поэтому эти значения не являются решениями исходного уравнения.
Итак, решение уравнения (4 \sin^2 x = \tan x) выглядит следующим образом:
[
x = \frac{\pi}{12} + \pi k \quad \text{или} \quad x = \frac{5\pi}{12} + \pi k, \quad k \in \mathbb{Z}
]