Question Number 136008 by liberty last updated on 17/Mar/21
$$\:\mathrm{cos}\:{x}\:\sqrt{\mathrm{tan}\:{x}}\:=\:\mathrm{sin}\:^{\mathrm{3}} {x}+\mathrm{cos}\:^{\mathrm{3}} {x} \\ $$
Answered by MJS_new last updated on 17/Mar/21
$${t}=\sqrt{\mathrm{tan}\:{x}}\:\wedge{t}\geqslant\mathrm{0} \\ $$$$\frac{{t}}{\left({t}^{\mathrm{4}} +\mathrm{1}\right)^{\mathrm{1}/\mathrm{2}} }=\frac{{t}^{\mathrm{6}} +\mathrm{1}}{\left({t}^{\mathrm{4}} +\mathrm{1}\right)^{\mathrm{3}/\mathrm{2}} } \\ $$$${t}^{\mathrm{6}} −{t}^{\mathrm{5}} −{t}+\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$$\left({t}−\mathrm{1}\right)\left({t}^{\mathrm{5}} −\mathrm{1}\right)=\mathrm{0}\:\Rightarrow\:{t}=\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow\:{x}=\frac{\pi}{\mathrm{4}}+{n}\pi \\ $$
Answered by liberty last updated on 18/Mar/21
$${note}\:{that}\:\mathrm{tan}\:{x}\:\geqslant\:\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\:\sqrt{\mathrm{sin}\:{x}\:\mathrm{cos}\:{x}}\:=\:\left(\mathrm{sin}\:{x}+\mathrm{cos}\:{x}\right)\left(\mathrm{1}−\mathrm{sin}\:{x}\:\mathrm{cos}\:{x}\right) \\ $$$$\Rightarrow\sqrt{\mathrm{sin}\:{x}\:\mathrm{cos}\:{x}}\:=\sqrt{\mathrm{1}+\mathrm{2sin}\:{x}\:\mathrm{cos}\:{x}}\:\left(\mathrm{1}−\mathrm{sin}\:{x}\:\mathrm{cos}\:{x}\:\right) \\ $$$${let}\:\mathrm{sin}\:{x}\:\mathrm{cos}\:{x}\:=\:\ell \\ $$$$\Rightarrow\sqrt{\ell}\:=\:\sqrt{\mathrm{1}+\mathrm{2}\ell}\:\left(\mathrm{1}−\ell\right) \\ $$$$\Rightarrow\ell\:=\:\left(\mathrm{1}+\mathrm{2}\ell\right)\left(\mathrm{1}−\mathrm{2}\ell+\ell^{\mathrm{2}} \right) \\ $$$$\Rightarrow\ell\:=\:\mathrm{1}−\mathrm{2}\ell+\ell^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}\ell−\mathrm{4}\ell^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}\ell^{\mathrm{3}} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{2}\ell^{\mathrm{3}} −\mathrm{3}\ell^{\mathrm{2}} −\ell+\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\left(\mathrm{2}\ell−\mathrm{1}\right)\left(\ell^{\mathrm{2}} −\ell−\mathrm{1}\right)=\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\begin{cases}{\ell=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\Rightarrow\mathrm{sin}\:{x}\mathrm{cos}\:{x}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}},\:\mathrm{sin}\:\mathrm{2}{x}=\mathrm{1}}\\{\ell\:=\:\frac{\mathrm{1}\pm\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\:\left({rejected}\right)}\end{cases} \\ $$$${so}\:{solution}\:{is}\:\mathrm{2}{x}\:=\:\frac{\pi}{\mathrm{2}}+\mathrm{2}{n}\pi\: \\ $$$${or}\:{x}\:=\:\frac{\pi}{\mathrm{4}}+{n}\pi \\ $$