Hãy dùng công thức biến đổi tích thành tổng để giải phương trình sau: \(\cos x + \cos 3x + 2\cos 5x = 0\)

Ta biến đổi phương trình đã cho như sau (để ý: \(\sin 4x = 4\sin x\cos x\cos 2x\)):

\(\eqalign{
& \left( {\cos x + \cos 3x} \right) + 2\cos \left( {x + 4x} \right) = 0 \cr&\Leftrightarrow 2\cos 2x\cos x + 2\left( {\cos 4x\cos x - \sin 4x\sin x} \right) = 0 \cr 
& \Leftrightarrow 2\cos 2x\cos x + 2\cos 4x\cos x - 8{\sin ^2}x\cos x\cos 2x = 0 \cr 
& \Leftrightarrow 2\cos x\left( {\cos 2x + \cos 4x - 4{{\sin }^2}x\cos 2x} \right) = 0 \cr 
& \Leftrightarrow 2\cos x\left[ {\cos 2x + \left( {2{{\cos }^2}x - 1} \right) - 2\left( {1 - \cos 2x} \right)\cos 2x} \right] = 0 \cr 
& \Leftrightarrow 2\cos x\left( {4{{\cos }^2}2x - \cos 2x - 1} \right) = 0 \cr} \)

+) \(\cos x = 0 \) \(\Leftrightarrow x = {\pi  \over 2} + k\pi \)

+) \(4{\cos ^2}x - \cos 2x - 1 = 0 \) \(\Leftrightarrow \cos 2x = {{1 \pm \sqrt {17} } \over 8}\)

Do \(\left| {{{1 \pm \sqrt {17} } \over 8}} \right| < 1\) nên có các số \(\alpha \) và \(\beta \) sao cho \(\cos \alpha  = {{1 - \sqrt {17} } \over 8}\) và \(\cos \beta  = {{1 + \sqrt {17} } \over 8}\). Từ đó:

\(\cos 2x = {{1 - \sqrt {17} } \over 8} \)\(\Leftrightarrow 2x =  \pm \alpha  + k2\pi \) \( \Leftrightarrow x =  \pm {\alpha  \over 2} + k\pi \)

\(\cos 2x = {{1 + \sqrt {17} } \over 8} \Leftrightarrow 2x =  \pm \beta  + k2\pi  \Leftrightarrow x =  \pm {\beta  \over 2} + k\pi \)

Kết luận: Phương trình đã cho  các  nghiệm \(x = {\pi  \over 2} + k\pi ,x =  \pm {\alpha  \over 2} + k\pi \) và \(x =  \pm {\beta  \over 2} + k\pi ,\)với \(\cos \alpha  = {{1 - \sqrt {17} } \over 8}\) và \(\cos \beta  = {{1 + \sqrt {17} } \over 8}\).