Иррациональные уравнения ИТ
Сумма корней (или корень, если он единственный) уравнения $$\sqrt[]{2-x}-\sqrt{x+3}=1$$ равна:
Если уравнение имеет вид $$\sqrt{f(x)}-\sqrt{g(x)}=\sqrt{\varphi (x)}$$, то
ОДЗ $$\left\{\begin{matrix} {f(x)} \geq 0, & & \\ g(x)\geq 0, & & \\ \varphi (x) \geq 0.& & \end{matrix}\right.$$
Перенесем отрицательное слагаемое в правую часть уравнения $$\sqrt{f(x)}=\sqrt{\varphi (x)}+\sqrt{g(x)}$$ и дважды возведем обе его части в квадрат при условии, что обе части уравнений не отрицательны.
- ОДЗ: $$\begin{cases}2-x\geq 0, \\ x+3\geq 0; \end{cases}$$ $$\begin{cases}x\leq 2, \\ x\geq -3;\end{cases}$$ $$x\in [-3; 2]$$.
- Запишем уравнение в виде $$\sqrt[]{2-x}=\sqrt{x+3}+1$$ и возведем обе его части в квадрат:
$$\left(\sqrt[]{2-x}\right)^2=\left(\sqrt{x+3}+1\right)^2$$,
$$2-x=x+3+1+2\sqrt{x+3}$$,
$$2\sqrt{x+3}=-2-2x$$,
$$\sqrt{x+3}=-1-x$$. - Полученное уравнение имеет решение при $$-1-x\geq 0$$, откуда $$x\leq -1$$.
Возведем обе его части в квадрат:
$$\left (\sqrt{x+3}\right)^2=(-1-x)^2$$,
$$x^2+x-2=0$$, откуда по теореме Виета $$x_{1}+x_{2}=-1,$$ а $$x_{1}x_{2}=-2$$. - Тогда $$x_{1}=-2$$, а $$x_{2}=1$$.
Число $$1$$ не является корнем уравнения, так как не удовлетворяет условию $$x\leq -1$$.
Возводить уравнение в четную степень можно только при условии, что обе его части не отрицательные.
Произведение корней уравнения $$\sqrt[3]{\sqrt{1+x^{2}}-10}=-2$$ равно:
Если уравнение имеет вид $$\sqrt[3]{f(x)}=\varphi (x)$$, то возведя обе части уравнения в куб, получим равносильное ему уравнение $$f(x)=\varphi^{3} (x)$$.
- ОДЗ: так как $$1+x^{2}>0$$, то $$x\in R$$.
- Решение уравнения:
$$\left (\sqrt[3]{\sqrt{1+x^{2}}-10} \right )^{3}=(-2)^{3}$$, $$({\sqrt{1+x^{2}}-10} )=-8$$, $$(\sqrt{1+x^{2}})=2$$, $$(\sqrt{1+x^{2}} )^2=2 ^2$$, $$1+x^{2}=4$$, $$x=\pm \sqrt{3}$$. - Произведение корней уравнения: $$x_{1}\cdot x_{2}=-\sqrt{3}\cdot \sqrt{3}=-3$$.
- Возводить уравнение в четную степень можно только при условии, что обе его части не отрицательны.
- Возводить уравнение в нечетную степень можно и при отрицательной правой части.
Уравнение $$\frac{\sqrt[3]{2x+1}}{\sqrt{x-2}}$$$$=\frac{x+2}{x^{2}-9}$$ не имеет смысла при:
- Иррациональным называют уравнение, содержащее переменную под знаком радикала.
- Область допустимых значений иррационального уравнения состоит из тех значений переменной, при которых неотрицательны все выражения, стоящие под знаками радикалов четной степени.
- Дробным называют уравнение, содержащее переменную в знаменателе дроби.
- Область допустимых значений дробного уравнения не содержит тех значений переменной, которые обращают в нуль знаменатель дроби.
- $$x-2\leq 0$$, откуда $$x\leq 2$$;
- $$x^{2}-9=0$$, откуда $$x=\pm 3$$.
Область допустимых значений выражения $$\sqrt[3]{2x+1}$$ – множество всех действительных чисел.
Произведение корней (или корень, если он единственный) уравнения $$\left (8-x \right )\sqrt{16-x^2}=0$$ равно:
Если уравнение имеет вид $$f(x)\cdot g(x)=0$$, то на ОДЗ оно равносильно совокупности уравнений:
$$f(x)=0$$ или $$g(x)=0$$.
- ОДЗ: $$16-x^2\geq 0$$, $$ x^2\leq 16,\left | x \right |\leq 4$$, $$x\in [-4;4]$$.
- Данное уравнение равносильно совокупности уравнений:
1) $$8-x=0$$, откуда $$x=8$$;
2) $$16-x^2=0$$, откуда $$x=\pm 4$$. - Так как число $$8$$ не принадлежит ОДЗ уравнения, то оно не является его корнем.
- Произведение корней уравнения: $$-4\cdot 4=-16$$.
- Выражение, записанное под знаком корня четной степени, не должно быть отрицательным.
- Совокупность уравнений мы решали на ОДЗ.
Произведение всех корней уравнения $$\sqrt{2x^2-x-15}=4x^2-2x-45$$ равно:
- Теорема Виета: сумма корней квадратного уравнения $$ax^2+bx+c=0$$ равна $$-\frac{b}{a}$$, а произведение его корней равно $$\frac{c}{a}$$.
- Корни квадратного уравнения $$ax^2+bx+c=0$$ находят по формулам:$$x_{1,2}=\frac{-b\pm \sqrt{D}}{2a}$$,где дискриминант $$D=b^2-4ac \geq0$$.
- Запишем уравнение в виде:
$$\sqrt{2x^2-x-15}=4x^2-2x-30-15$$,
$$\sqrt{2x^2-x-15}=2(2x^2-x-15)-15$$. - Полагая $$\sqrt{2x^2-x-15}=y$$, получим:
$$y=2y^2-15$$, $$2y^{2}-y-15=0$$, откуда $$D=1+120=121$$, $$y_{1}=\frac{1-11}{4}=-2,5$$, $$y_{2}= \frac{1+11}{4}=3$$. - Решим уравнения:
1) $$\sqrt{2x^2-x-15}=-2,5$$, откуда $$x\in \varnothing$$;
2) $$\sqrt{2x^2-x-15}=3$$, $$2x^2-x-15=9$$, $$2x^2-x-24=0$$, откуда по теореме, обратной теореме Виета, $$x_{1}x_{2}=\frac{-24}{2}=-12$$.
- Значение корня четной степени не может быть отрицательным.
- Применяя теорему Виета, необходимо находить дискриминант уравнения, потому что, если он отрицательный, то уравнение вовсе не имеет корней.
Среднее арифметическое корней (или корень, если он единственный) уравнения $$\sqrt{2x+1}=1-x$$ равно:
Если уравнение имеет вид $$\sqrt{f(x)}=g(x)$$ , то, возведя обе части уравнения в квадрат, при условии, что $$g(x)\geq 0$$, получим:
$$f(x)=g^{2}(x)$$.
Если $$1-x\geq 0$$ или $$x\leq 1$$, то:
$$2x+1=(1-x)^2$$, $$2x+1=1-2x+x^2$$, $$x^2-4x=0$$,
$$x(x-4)=0$$, откуда $$x_{1}=0, x_{2}=4$$.
Число $$4$$ не удовлетворяет условию $$x\leq 1$$, следовательно, не является корнем этого уравнения.
Возводить уравнение в четную степень можно только при условии, что обе его части не отрицательны.
Сумма корней (или корень, если он единственный) уравнения $$2\sqrt{2-x}-5^4\sqrt{2-x}=12$$ равна:
Корни квадратного уравнения $$ax^2+bx+c=0$$ находят по формулам:
$$x_{1,2}=\frac{-b\pm \sqrt{D}}{2a}$$,
где $$D=b^2-4ac \geq0$$.
- Полагая $$\sqrt[4]{2-x}=y$$, получим:
$$2y^2-5y-12=0$$, откуда $$D=25+96=121$$, $$y_{1}=\frac{5-11}{4}=-\frac{3}{2}$$, $$ y_{2}=\frac{5+11}{4}=4$$. - Решим уравнения:
1) $$\sqrt[4]{2-x}=-\frac{3}{2}$$, откуда $$x\in \varnothing$$;
2) $$\sqrt[4]{2-x}=4$$, откуда $$2-x=256$$, $$x=-254$$.
Значение корня четной степени не может быть отрицательным.
Среднее арифметическое корней (или корень, если он единственный) уравнения $$\sqrt{2-x}+\sqrt{3-x}=1$$ равно:
$$\left\{\begin{matrix} {f(x)} \geq 0, & & \\ g(x)\geq 0, & & \\ \varphi (x) \geq 0.& & \end{matrix}\right.$$
- Возведем обе части уравнения в квадрат:
$$\left (\sqrt{f(x)}+\sqrt{g(x)} \right )^{2}=\left (\varphi (x) \right )^{2}$$. - «Уединим» радикал, приведем подобные слагаемые и снова возведем обе части полученного уравнения в квадрат при условии, что обе части и этого уравнения не отрицательные.
- ОДЗ: $$\left\{\begin{matrix} 2-x\geq 0, \\ 3-x\geq 0; \end{matrix}\right.$$ $$ \left\{\begin{matrix} x\leq 2, \\ x \leq 3. \end{matrix}\right.$$
Следовательно, $$ x\leq 2$$. - Так как обе части уравнения не отрицательны на ОДЗ, то можем возводить его в квадрат:
$$\left (\sqrt{2-x}+\sqrt{3-x} \right )^{2}=1$$, $$2-x+3-x+2\sqrt{(2-x)(3-x)})=1$$, $$2\sqrt{x^2-5x+6}=2x-4$$, $$\sqrt{x^2-5x+6}=x-2$$. - Полученное уравнение имеет решение при $$x\geq 2$$.
Следовательно, корнем может быть только число $$2$$.
Проверка: $$\sqrt{2-2}+\sqrt{3-2}=1$$, $$1=1$$.
Возводить уравнение в четную степень можно только при условии, что обе его части не отрицательны.
Модуль суммы всех корней (или корень, если он единственный) уравнения$$ \sqrt[3]{x-1}-\sqrt{2-x}=1$$ равен:
Формула квадрата суммы (разности):
$$(a\pm b)^2=a^2\pm 2ab+b^2$$.
- Пусть $$\sqrt[3]{x-1}=a$$, откуда $$x-1=a^3$$, и пусть $$\sqrt{2-x}=b\geq 0$$, откуда $$2-x=b^2$$.
- Складывая равенства $$x-1=a^3$$ и $$2-x=b^2$$, получим: $$a^3+b^2=1$$.
- Запишем систему уравнений: $$\left\{\begin{matrix} a-b=1, \hfill \\ a^3+b^2=1. \end{matrix}\right.$$
- Выразим переменную $$b$$ из первого уравнения системы: $$b=a-1$$.
- Подставим значение $$b$$ во второе уравнение системы:
$$a^3+(a-1)^2=1,$$ $$a^3+a^2-2a=0$$, $$a(a^2+a-2)=0$$, откуда $$a_{1}=0, a_{2}=1, a_{3}=-2$$. - Тогда, $$b_{1}=-1, b_{2}=0, b_{3}=-3$$.
Так как $$b\geq 0$$, то $$\sqrt{2-x}=0$$, откуда $$x=2$$.
Выражение $$\sqrt[3]{f(x)}$$ может быть как положительным, так и не положительным, а выражение $$\sqrt{f(x)}$$ всегда неотрицательное.
Количество корней уравнения $$\sqrt[3]{3+2x}+\sqrt[3]{1-2x}=2$$ равно:
Если уравнение имеет вид $$\sqrt[3]{f(x)}+\sqrt[3]{g(x)}=\varphi (x)$$, то выполняют преобразования:
$$\sqrt[3]{f(x)}=\varphi (x)-\sqrt[3]{g(x)}$$,
$$(\sqrt[3]{f(x)})^3=(\varphi (x)-\sqrt[3]{g(x)})^3$$,
$$f(x)=(\varphi (x)-\sqrt[3]{g(x)})^3$$.
Далее, как правило, следует подстановка:
$$\sqrt[3]{g(x)}=a$$.
- Запишем уравнение в виде:
$$\sqrt[3]{3+2x}=2-\sqrt[3]{1-2x}$$.
Возведем его в третью степень:
$$(\sqrt[3]{3+2x})^3=(2-\sqrt[3]{1-2x})^3$$, $${3+2x}=8-12\sqrt[3]{1-2x}+6(\sqrt[3]{1-2x})^2-1+2x$$, $$2-6\sqrt[3]{1-2x}+3(\sqrt[3]{1-2x})^2=0$$. - Полагая $$\sqrt[3]{1-2x}=a$$, получим:
$$3a^2-6a+2=0$$, где $$D=36-24=12$$, $$a_{1}=\frac{6-2\sqrt{3}}{6}$$, $$a_{2}=\frac{6+2\sqrt{3}}{6}$$. - Рассмотрим уравнения:
$$\sqrt[3]{1-2x}=a_{1}$$ и $$\sqrt[3]{1-2x}=a_{2}$$.
Возведя их в третью степень, получим линейные уравнения, каждое из которых имеет по одному корню. Следовательно, исходное уравнение имеет два корня.
- Уравнения $$\sqrt[3]{1-2x}=a_{1}$$ и $$\sqrt[3]{1-2x}=a_{2}$$ решать не обязательно, так как необходимо определить количество корней, а не сами корни.
- Уравнение $$\sqrt[3]{f(x)}+\sqrt[3]{g(x)}=\varphi (x)$$ можно решить иначе.
Согласно формуле $$a^3\pm b^3=a^3+b^3+3ab(a+b)$$, получим:
$$\left (\sqrt[3]{f(x)}+\sqrt[3]{g(x)} \right )^3=\varphi ^3(x)$$, $$f(x)+g(x)+3\sqrt[3]{f(x)g(x)}\cdot \varphi(x)=\varphi ^3(x)$$.
«Уединяя» радикал и снова возводя обе части уравнения в третью степень, получим уравнение, не содержащее переменную под знаком радикала.