не понимаю я такую тригонометрию.

Лучше так, 2 sin3xcos^2 3x + (cos^2 3x - sin^2 3x) sin3x = 2sin3x  делим на sin3x,
2cos^2 3x + cos^2 3x - sin^2 3x= 2,
4cos^2 3x = 3, 
cos 3x= +\- sqr3\2, 3x= п\6 +пn, x= п\18 + пn\3