почему нельзя просто разделить всё выражение на sin x?
Потому что sinx может быть равен 0, а делить на 0 нельзя, при этом можно потерять корни уравнения. Здесь надо вынести общий множитель sinx за скобки: sinx(-2sinx-sqrt(2))=0, а потом рассмотреть решение двух уравнений: sinx=0 или -2sinx-sqrt(2)=0.