Памятуя, что
Перепишем уравнение следующим образом
Теперь увидим в скобках обычную геометрическую прогрессию
Домножим числитель и знаменатель на комплексно сопряженное знаменателю число (мы можем это сделать, так как фи от 0 до пи пополам строго). В знаменателе будет чисто действительное число, поэтому уравнение можно будет упростить до
![\text{Im}[(1-e^{-i\varphi})e^{i\varphi}(1-e^{27i\varphi})]=0\\ \text{Im}[(1-e^{i\varphi})(1-e^{27i\varphi})] = 0](/tpl/images/0679/8702/4cb3b.png)
Обсудим более подробно функцию действительного параметра
Множество ее значений на комплексной плоскости - это окружность единичного радиуса, смещенная на 1 по оси действительных значений. Поэтому действительность произведения (см последнее уравнение)
![\text{Im}[f(\varphi)f(27\varphi)] = 0](/tpl/images/0679/8702/a5bc8.png)
Означает две вещи, либо сумма комплексных аргументов сомножителей равна πk, либо второй сомножитель равен 0 (напомним что для острых φ первый множитель не зануляется)
Рассмотрим первую ветвь поподробнее, воспользовавшись тем, что
Первая ветвь дает решения в нашей области
π/14; 2π/14; 3π/14 ... 6π/14 (6 корней)
Вторая ветвь f(27φ) = 0 имеет элементарное решение
И это дает нам корни
2π/27; 4π/27; 6π/27...12π/27 (еще 6 корней, не совпадающих с первыми)
! Итого ответ 12 корней. !
В справедливости ответа можно убедиться, построив график в любом графопостроителе. Интересный факт, корни первого семейства расположены достаточно близко к корням второго семейства (по сравнению с характерным расстоянием между парами корней)
— А Полярная звезда где? — вдруг спросил Алька. — На носу или на хвосте Большой Медведицы?
Света не знала, как ответить. Пришлось идти к Папе и спрашивать, где у Большой Медведицы находится Полярная звезда. А Папа сказал:
Нигде.
Как это нигде? — не поверили дети.
Я вам рассказал про одно-единственное созвездие, про Большую Медведицу, а ведь на небе много созвездий. Вот и Полярная звезда находится в другом созвездии — Малая Медведица.
— А ты нам покажешь Малую Медведицу? — спросил Алька.
— Покажу, но найти ее на небе нелегко, потому что в этом созвездии очень мало ярких звезд.
— А ковш в Малой Медведице тоже есть? — спросил Алька.
— Да, — подтвердил Папа. — Но только малый ковш. И как раз на конце ручки этого малого ковша находится Полярная звезда.
Папа нарисовал на бумаге большой ковш, потом Полярную звезду, а затем и малый ковш. В малом ковше четыре звезды он изобразил совсем неяркими, а три, в том числе и Полярную звезду, поярче.
В один из вечеров, когда небо было темное и безоблачное, а звезды яркие, Папа показал детям созвездие Малой Медведицы.
— В старину, — сказал Папа, — казахи называли Полярную звезду колом, а остальные звезды малого ковша — овцами, которые всю ночь бродят на привязи вокруг кола. А индейцы Южной Америки говорили, что Малая Медведица — это обезьянка, которая уцепилась хвостом за Полярную звезду и вращается вокруг нее.
— Папа, это все сказки про Малую Мед-ведицу? — поинтересовался Алька.
— Конечно, — ответил Папа. — Есть еще много других сказок. Например, в одной из них говорится, что в Большую Медведицу могущественная и злая волшебница превратила красивую девушку по имени Каллисто.
— А Малая Медведица — это тоже кто-то заколдованный? — спросил Алик. Созвездие Малой
— Да, — сказал Папа. — В Малую Медведицу злюка превратила служанку Каллисто. С тех пор служанка все время сопровождает свою госпожу. Поэтому на небе Малая Медведица всегда находится рядом с Большой Медведицей.