Помогите вывести ответ из задачи

Возьмём второе из уравнений сохранения: ml*(v°*cosф – vcosф) /I = ω. (*)
Возводим в квадрат:
(ml)²*(v°² – 2v°v + v²)*cos²ф/I² = ω².
Вставим в первое:
v°² – v² – (I/m)*(ml)²*(v°² – 2v°v + v²)*cos²ф/I² = 0.
v°² – v² – m*l²*(v°² – 2v°v + v²)*cos²ф/I = 0. ==>
v°² – v² – 3*((v°² – 2v°v + v²)*cos²ф) = 0 ==>
v°²(1 – 3cos²ф) – v²(1 + 3cos²ф) + 6v°v*cos²ф = 0 => v²(1 + 3cos²ф) – 6v°v*cos²ф – v°²(1 – 3cos²ф) = 0 — А это – квадратное уравнение для v:
av² + bv + c = 0, где:
а = (1 + 3cos²ф);
b = – 6v°*cos²ф;
c = – v°²(1 – 3cos²ф).
Откуда (см. Картинку для корней – берём v2 x2):
v2 = (6v°*cos²ф – sqrt[36v°²*(cos²ф) ² + 4v°²(1 – 9*(cos²ф) ²)]/(2*(1 + 3cos²ф)) =
(6v°*cos²ф – sqrt[36v°²*(cos²ф) ² + 4v°²(1 – 9*(cos²ф) ²)]/(1 + cos²ф) = [приведем подобные под корнем, останется sqrt(4v°) = 2v°] =
(6v°*cos²ф – 2v°)]/(2*(1 + 3cos²ф)) = 2*v°(3*cos²ф – 1)/(2*(1 + 3cos²ф)) = v°*(3cos²ф – 1)]/(3cos²ф + 1).
Итак: v = v°*(3cos²ф – 1)]/(3cos²ф + 1). (**)

Выражение для ω = ω2 получим, подставив это v (v2) из (**) в (*).
Кстати, если считать v1 = x1, то получим v = v°. Какое после этого выйдет ω1 — можешь проверить.