First, I will find the solutions in the interval $0\le x\le\pi$. I will use the double-angle formula for cosine to write $\cos4x$ in terms of $\cos2x$. The double-angle formula for cosine tells us that $\cos2\theta=2\cos^2\theta-1$. Therefore, $\cos4x=2\cos^2 2x-1$. I will now use the double-angle formula for cosine to write $\cos2x$ in terms of $\cos x$. So, $\cos 2x=2\cos^2 x-1$. Now, I will replace $\cos4x$ and $\cos2x$ in the equation with the expressions we found. That means we need to solve the equation $2\cos^2 2x-1+\cos^2 3x+\cos^3 2x+\cos^4 x=0$. Let's make a substitution to simplify the equation. Let $u=\cos x$. Then $\cos^2 x=u^2$, $\cos^3 x=u^3$, $\cos^4 x=u^4$, $\cos 2x=2u^2-1$ and $\cos^2 2x=(2u^2-1)^2$. Now we can replace all the trigonometric functions with $u$ and its powers. The equation becomes $2(2u^2-1)^2+\cos^2 3x+(2u^2-1)^3+u^4=0$. Now I will use the triple-angle formula for cosine to write $\cos^2 3x$ in terms of $u$. The triple-angle formula for cosine is $\cos3\theta=4\cos^3\theta-3\cos\theta$. So $\cos3x=4\cos^3x-3\cos x=4u^3-3u$. Therefore, $\cos^2 3x=(4u^3-3u)^2$. I will now replace $\cos^2 3x$ with the expression we found. So now we need to solve the equation $2(2u^2-1)^2+(4u^3-3u)^2+(2u^2-1)^3+u^4=0$. This is a polynomial equation. Let's find its degree. The degree of a polynomial is the highest power of the variable in the polynomial. The highest power of $u$ is $u^6$, so the degree of the polynomial is $6$. By the Fundamental Theorem of Algebra, a polynomial equation of degree $n$ has exactly $n$ solutions. So our equation has exactly 6 solutions for $u$. We need to remember that $u=\cos x$. So each solution for $u$ gives us a solution for $x$. Since $u=\cos x$, $u$ can only take on values between $-1$ and $1$. So we should check to see if $24u^4-27u^2+7$ can ever be equal to $0$ between $-1$ and $1$. Let's call $24u^4-27u^2+7$ the function $f(u)$. I will use a sign chart to determine the sign of $f(u)$ for $u$ between $-1$ and $1$. First, we need to find the zeroes of $f(u)$. $f(u)$ is a quadratic, so we can use the quadratic formula. The quadratic formula tells us that the zeroes of a quadratic $ax^2+bx+c$ are $x=\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a}$. In our case, $a=24$, $b=-27$, and $c=7$. The zeroes of $f(u)$ are $u^2=\frac{27\pm\sqrt{27^2-4\cdot 24\cdot 7}}{2\cdot 24}$. $u^2=\frac{27\pm\sqrt{27^2-4\cdot 24\cdot 7}}{2\cdot 24}=\frac{27\pm\sqrt{729-672}}{48}$. $u^2=\frac{27\pm\sqrt{729-672}}{48}=\frac{27\pm\sqrt{57}}{48}$ Let's consider the case where the $\pm$ is a $+$. $u^2=\frac{27+\sqrt{57}}{48}$ And let's consider the case where the $\pm$ is a $-$. $u^2=\frac{27-\sqrt{57}}{48}$ That's $2+2+1=5$ solutions for $u$ between $-1$ and $1$. But we need to remember that $u=\cos x$. $5\cdot 2=10$. So the number of solutions in $-\pi \le x \le \pi$ is $10$. Right. And $10$ is the answer.


먼저 $0\le x\le\pi$ 구간에서 해를 구합니다. 코사인의 이중각 공식을 사용하여 $\cos2x$의 관점에서 $\cos4x$를 쓸 것입니다. 코사인의 이중 각도 공식은 $\cos2\theta=2\cos^2\theta-1$임을 알려줍니다. 따라서 $\cos4x=2\cos^2 2x-1$이 됩니다. 이제 코사인의 이중 각도 공식을 사용하여 $\cos2x$를 $\cos x$의 관점에서 작성하겠습니다. 따라서 $\cos 2x=2\cos^2 x-1$입니다. 이제 방정식의 $\cos4x$와 $\cos2x$를 우리가 찾은 표현으로 대체하겠습니다. 즉, $2\cos^2 2x-1+\cos^2 3x+\cos^3 2x+\cos^4 x=0$ 방정식을 풀어야 합니다. 방정식을 단순화하기 위해 치환을 해봅시다. u=\cos x$라고 하자. 그러면 $\cos^2 x=u^2$, $\cos^3 x=u^3$, $\cos^4 x=u^4$, $\cos 2x=2u^2-1$ 및 $\cos^2 2x=(2u^2-1)^2$가 됩니다. 이제 모든 삼각 함수를 $u$와 그 거듭제곱으로 대체할 수 있습니다. 방정식은 $2(2u^2-1)^2+\cos^2 3x+(2u^2-1)^3+u^4=0$이 됩니다. 이제 코사인의 삼각형 공식을 사용하여 $\cos^2 3x$를 $u$의 관점에서 작성하겠습니다. 코사인의 삼각형 공식은 $\cos3\theta=4\cos^3\theta-3\cos\theta$입니다. 따라서 $\cos3x=4\cos^3x-3\cos x=4u^3-3u$입니다. 따라서 $\cos^2 3x=(4u^3-3u)^2$가 됩니다. 이제 $\cos^2 3x$를 우리가 찾은 식으로 바꾸겠습니다. 이제 $$2(2u^2-1)^2+(4u^3-3u)^2+(2u^2-1)^3+u^4=0$ 방정식을 풀어야 합니다. 이것은 다항식 방정식입니다. 이 방정식의 차수를 구해봅시다. 다항식의 차수는 다항식에서 변수의 가장 큰 거듭제곱입니다. u$의 최대 거듭제곱은 $u^6$이므로 다항식의 차수는 $6$입니다. 대수학의 기본 정리에 따르면, 차수 $n$의 다항식 방정식은 정확히 $n$개의 해를 갖습니다. 따라서 우리 방정식은 $u$에 대해 정확히 6개의 해를 갖습니다. 여기서 기억해야 할 것은 $u=\cos x$입니다. 따라서 $u$에 대한 각 해는 $x$에 대한 해를 제공합니다. u=\cos x$이므로 $u$는 $-1$에서 $1$ 사이의 값만 취할 수 있습니다. 따라서 $24u^4-27u^2+7$이 $-1$과 $1$ 사이에서 $0$과 같을 수 있는지 확인해야 합니다. 24u^4-27u^2+7$을 함수 $f(u)$라고 부르겠습니다. 부호 차트를 사용하여 $-1$과 $1$ 사이의 $u$에 대한 $f(u)$의 부호를 결정하겠습니다. 먼저 $f(u)$의 0을 찾아야 합니다. $f(u)$는 이차식이므로 이차식을 사용할 수 있습니다. 이차 공식은 이차식 $ax^2+bx+c$의 0이 $x=\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a}$라는 것을 알려줍니다. 이 경우 $a=24$, $b=-27$, $c=7$입니다. f(u)$의 0은 $u^2=\frac{27\pm\sqrt{27^2-4\cdot 24\cdot 7}}{2\cdot 24}$입니다. u^2=\frac{27\pm\sqrt{27^2-4\cdot 24\cdot 7}}{2\cdot 24}=\frac{27\pm\sqrt{729-672}}{48}$입니다. u^2=\frac{27\pm\sqrt{729-672}}{48}=\frac{27\pm\sqrt{57}}{48}$ $\pm$이 $+$인 경우를 생각해 봅시다. u^2=\frac{27+\sqrt{57}}{48}$ 그리고 $\pm$이 $-$인 경우를 생각해 봅시다. $u^2=\frac{27-\sqrt{57}}{48}$ 이는 $-1$과 $1$ 사이의 $u$에 대한 $2+2+1=5$ 해입니다. 하지만 $u=\cos x$는 $5\cdot 2=10$이라는 점을 기억해야 합니다. 따라서 $-\pi \le x \le \pi$의 해의 개수는 $10$입니다. 맞습니다. 그리고 $10$이 정답입니다.

