Решение иррациональных уравнений
1. \(\sqrt{14-5x} = 3\)
Краткое пояснение: Чтобы избавиться от квадратного корня, возводим обе части уравнения в квадрат и решаем полученное уравнение.
- Возводим обе части уравнения в квадрат:
\[(\sqrt{14-5x})^2 = 3^2\]
\[14 - 5x = 9\]
- Переносим известные члены в правую часть уравнения:
\[-5x = 9 - 14\]
\[-5x = -5\]
- Делим обе части уравнения на -5:
\[x = \frac{-5}{-5}\]
\[x = 1\]
- Проверка:
\[\sqrt{14 - 5 \cdot 1} = \sqrt{14 - 5} = \sqrt{9} = 3\]
Ответ: x = 1
2. \(\sqrt{2x+3} = x\)
Краткое пояснение: Возводим обе части в квадрат и решаем квадратное уравнение.
- Возводим обе части уравнения в квадрат:
\[(\sqrt{2x+3})^2 = x^2\]
\[2x + 3 = x^2\]
- Переносим все члены в правую часть уравнения:
\[x^2 - 2x - 3 = 0\]
- Решаем квадратное уравнение. Найдем дискриминант:
\[D = (-2)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-3) = 4 + 12 = 16\]
- Найдем корни уравнения:
\[x_1 = \frac{-(-2) + \sqrt{16}}{2 \cdot 1} = \frac{2 + 4}{2} = \frac{6}{2} = 3\]
\[x_2 = \frac{-(-2) - \sqrt{16}}{2 \cdot 1} = \frac{2 - 4}{2} = \frac{-2}{2} = -1\]
- Проверка:
- Для x = 3:
\[\sqrt{2 \cdot 3 + 3} = \sqrt{6 + 3} = \sqrt{9} = 3\]
- Для x = -1:
\[\sqrt{2 \cdot (-1) + 3} = \sqrt{-2 + 3} = \sqrt{1} = 1
eq -1\]
(не подходит, так как арифметический квадратный корень не может быть отрицательным)
Ответ: x = 3
3. \(x + 1 = \sqrt{8 - 4x}\)
Краткое пояснение: Возводим обе части в квадрат, решаем квадратное уравнение и проверяем корни.
- Возводим обе части уравнения в квадрат:
\[(x + 1)^2 = (\sqrt{8 - 4x})^2\]
\[x^2 + 2x + 1 = 8 - 4x\]
- Переносим все члены в левую часть уравнения:
\[x^2 + 2x + 4x + 1 - 8 = 0\]
\[x^2 + 6x - 7 = 0\]
- Решаем квадратное уравнение. Найдем дискриминант:
\[D = 6^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-7) = 36 + 28 = 64\]
- Найдем корни уравнения:
\[x_1 = \frac{-6 + \sqrt{64}}{2 \cdot 1} = \frac{-6 + 8}{2} = \frac{2}{2} = 1\]
\[x_2 = \frac{-6 - \sqrt{64}}{2 \cdot 1} = \frac{-6 - 8}{2} = \frac{-14}{2} = -7\]
- Проверка:
- Для x = 1:
\[1 + 1 = \sqrt{8 - 4 \cdot 1}\]
\[2 = \sqrt{4}\]
\[2 = 2\]
- Для x = -7:
\[-7 + 1 = \sqrt{8 - 4 \cdot (-7)}\]
\[-6 = \sqrt{8 + 28}\]
\[-6 = \sqrt{36}\]
\[-6 = 6\]
(не подходит, так как -6 не равно 6)
Ответ: x = 1
4. \(\sqrt{x+3} = \sqrt{5-x}\)
Краткое пояснение: Возводим обе части в квадрат и решаем линейное уравнение.
- Возводим обе части уравнения в квадрат:
\[(\sqrt{x+3})^2 = (\sqrt{5-x})^2\]
\[x + 3 = 5 - x\]
- Переносим известные члены в правую часть, а неизвестные в левую:
\[x + x = 5 - 3\]
\[2x = 2\]
- Делим обе части уравнения на 2:
\[x = \frac{2}{2}\]
\[x = 1\]
- Проверка:
\[\sqrt{1 + 3} = \sqrt{5 - 1}\]
\[\sqrt{4} = \sqrt{4}\]
\[2 = 2\]
Ответ: x = 1
5. \(\sqrt{4x^2 - 3x - 1} = x + 1\)
Краткое пояснение: Возводим обе части в квадрат, решаем квадратное уравнение и проверяем корни.
- Возводим обе части уравнения в квадрат:
\[(\sqrt{4x^2 - 3x - 1})^2 = (x + 1)^2\]
\[4x^2 - 3x - 1 = x^2 + 2x + 1\]
- Переносим все члены в левую часть уравнения:
\[4x^2 - x^2 - 3x - 2x - 1 - 1 = 0\]
\[3x^2 - 5x - 2 = 0\]
- Решаем квадратное уравнение. Найдем дискриминант:
\[D = (-5)^2 - 4 \cdot 3 \cdot (-2) = 25 + 24 = 49\]
- Найдем корни уравнения:
\[x_1 = \frac{-(-5) + \sqrt{49}}{2 \cdot 3} = \frac{5 + 7}{6} = \frac{12}{6} = 2\]
\[x_2 = \frac{-(-5) - \sqrt{49}}{2 \cdot 3} = \frac{5 - 7}{6} = \frac{-2}{6} = -\frac{1}{3}\]
- Проверка:
- Для x = 2:
\[\sqrt{4 \cdot 2^2 - 3 \cdot 2 - 1} = 2 + 1\]
\[\sqrt{16 - 6 - 1} = 3\]
\[\sqrt{9} = 3\]
\[3 = 3\]
- Для x = -\frac{1}{3}:
\[\sqrt{4 \cdot (-\frac{1}{3})^2 - 3 \cdot (-\frac{1}{3}) - 1} = -\frac{1}{3} + 1\]
\[\sqrt{\frac{4}{9} + 1 - 1} = \frac{2}{3}\]
\[\sqrt{\frac{4}{9}} = \frac{2}{3}\]
\[\frac{2}{3} = \frac{2}{3}\]
Ответ: x = 2, x = -1/3
6. \(\sqrt{x+17} - \sqrt{x+1} = 2\)
Краткое пояснение: Переносим один из корней в правую часть, возводим обе части в квадрат и упрощаем уравнение.
- Переносим \(\sqrt{x+1}\) в правую часть:
\[\sqrt{x+17} = 2 + \sqrt{x+1}\]
- Возводим обе части уравнения в квадрат:
\[(\sqrt{x+17})^2 = (2 + \sqrt{x+1})^2\]
\[x + 17 = 4 + 4\sqrt{x+1} + x + 1\]
- Упрощаем уравнение:
\[x + 17 = x + 5 + 4\sqrt{x+1}\]
\[12 = 4\sqrt{x+1}\]
- Делим обе части на 4:
\[3 = \sqrt{x+1}\]
- Возводим обе части в квадрат:
\[3^2 = (\sqrt{x+1})^2\]
\[9 = x + 1\]
- Находим x:
\[x = 9 - 1\]
\[x = 8\]
- Проверка:
\[\sqrt{8+17} - \sqrt{8+1} = \sqrt{25} - \sqrt{9} = 5 - 3 = 2\]
Ответ: x = 8
7. \(\sqrt{x+7} - \sqrt{x+2} = \sqrt{3x+19}\)
Краткое пояснение: Возводим обе части в квадрат, упрощаем уравнение и решаем полученное уравнение.
- Возводим обе части уравнения в квадрат:
\[(\sqrt{x+7} - \sqrt{x+2})^2 = (\sqrt{3x+19})^2\]
\[(x+7) - 2\sqrt{(x+7)(x+2)} + (x+2) = 3x+19\]
- Упрощаем уравнение:
\[2x + 9 - 2\sqrt{x^2 + 9x + 14} = 3x + 19\]
\[-2\sqrt{x^2 + 9x + 14} = x + 10\]
- Возводим обе части в квадрат:
\[(-2\sqrt{x^2 + 9x + 14})^2 = (x + 10)^2\]
\[4(x^2 + 9x + 14) = x^2 + 20x + 100\]
\[4x^2 + 36x + 56 = x^2 + 20x + 100\]
- Переносим все члены в левую часть:
\[3x^2 + 16x - 44 = 0\]
- Решаем квадратное уравнение. Найдем дискриминант:
\[D = 16^2 - 4 \cdot 3 \cdot (-44) = 256 + 528 = 784\]
- Найдем корни уравнения:
\[x_1 = \frac{-16 + \sqrt{784}}{2 \cdot 3} = \frac{-16 + 28}{6} = \frac{12}{6} = 2\]
\[x_2 = \frac{-16 - \sqrt{784}}{2 \cdot 3} = \frac{-16 - 28}{6} = \frac{-44}{6} = -\frac{22}{3}\]
- Проверка:
- Для x = 2:
\[\sqrt{2+7} - \sqrt{2+2} = \sqrt{3 \cdot 2 + 19}\]
\[\sqrt{9} - \sqrt{4} = \sqrt{25}\]
\[3 - 2 = 5\]
\[1 = 5\]
(не подходит)
- Для x = -\frac{22}{3}:
Значения под корнями будут отрицательными, что невозможно.
Ответ: нет решений
8. \(3 - x = \sqrt{9 - \sqrt{36x^2 - 5x^4}}\)
Краткое пояснение: Возводим обе части в квадрат и упрощаем уравнение.
- Возводим обе части уравнения в квадрат:
\[(3-x)^2 = (\sqrt{9 - \sqrt{36x^2 - 5x^4}})^2\]
\[9 - 6x + x^2 = 9 - \sqrt{36x^2 - 5x^4}\]
- Упрощаем уравнение:
\[-6x + x^2 = -\sqrt{36x^2 - 5x^4}\]
\[6x - x^2 = \sqrt{36x^2 - 5x^4}\]
- Возводим обе части в квадрат:
\[(6x - x^2)^2 = (\sqrt{36x^2 - 5x^4})^2\]
\[36x^2 - 12x^3 + x^4 = 36x^2 - 5x^4\]
- Переносим все члены в левую часть:
\[6x^4 - 12x^3 = 0\]
- Выносим общий множитель:
\[6x^3(x - 2) = 0\]
- Находим корни:
- \(6x^3 = 0 \Rightarrow x = 0\)
- \(x - 2 = 0 \Rightarrow x = 2\)
- Проверка:
- Для x = 0:
\[3 - 0 = \sqrt{9 - \sqrt{36 \cdot 0^2 - 5 \cdot 0^4}}\]
\[3 = \sqrt{9 - 0}\]
\[3 = 3\]
- Для x = 2:
\[3 - 2 = \sqrt{9 - \sqrt{36 \cdot 2^2 - 5 \cdot 2^4}}\]
\[1 = \sqrt{9 - \sqrt{144 - 80}}\]
\[1 = \sqrt{9 - \sqrt{64}}\]
\[1 = \sqrt{9 - 8}\]
\[1 = \sqrt{1}\]
\[1 = 1\]
Ответ: x = 0, x = 2
Проверка за 10 секунд: Убедись, что при подстановке найденных значений переменной в исходное уравнение, обе части уравнения равны.
База: При решении иррациональных уравнений всегда проверяй найденные корни, чтобы исключить посторонние решения.