Решите уравнение sqrt(x + 2) + x = 4. Какие шаги решения требуют особой осторожности (например, возведение в квадрат), как избежать или обнаружить посторонние корни
1) Область определения: подкоренное выражение ≥0, значит x ≥ −2.
2) Изолируем корень: sqrtx+2x+2x+2 = 4 − x. Отсюда сразу требование 4 − x ≥ 0, т.е. x ≤ 4. Итого возможность решений только при x ∈ −2,4−2,4−2,4.
3) Возводим в квадрат здесьнужнобытьосторожным—операциянеэквивалентнабезпроверкизнаков,поэтомузаранееограничилиxтак,чтобыправаячастьнебылаотрицательнойздесь нужно быть осторожным — операция не эквивалентна без проверки знаков, поэтому заранее ограничили x так, чтобы правая часть не была отрицательнойздесьнужнобытьосторожным—операциянеэквивалентнабезпроверкизнаков,поэтомузаранееограничилиxтак,чтобыправаячастьнебылаотрицательной: x+2x+2x+2 = 4−x4 − x4−x^2 = 16 − 8x + x^2. Переносим всё в одну сторону: x^2 − 9x + 14 = 0. Дискриминант D = 81 − 56 = 25, корни x = 9±59 ± 59±5/2, т.е. x = 7 или x = 2.
4) Проверка в исходном уравнении обязательно,чтобыотсеятьпосторонниекорниобязательно, чтобы отсеять посторонние корниобязательно,чтобыотсеятьпосторонниекорни:
Какие шаги требуют особой осторожности и как избежать/обнаружить посторонние корни:
Возведение в квадрат может ввести лишние решения например,еслиоднасторонаравнаотрицательномучислу,A=−B,топослеA2=B2ониравнынапример, если одна сторона равна отрицательному числу, A = −B, то после A^2 = B^2 они равнынапример,еслиоднасторонаравнаотрицательномучислу,A=−B,топослеA2=B2ониравны. Поэтому: заранее ограничьте допустимые x по знаку выражений какмысделали:потребовали4−x≥0как мы сделали: потребовали 4−x ≥ 0какмысделали:потребовали4−x≥0,или используйте замену t = sqrtx+2x+2x+2 ≥ 0, тогда x = t^2 − 2 и уравнение превращается в многочленное для t с автоматическим учётом неотрицательности t внашемслучаеt2+t−6=0,даётt=2,t=−3(отбросить)→x=2в нашем случае t^2 + t − 6 =0, даёт t = 2, t = −3(отбросить) → x = 2внашемслучаеt2+t−6=0,даётt=2,t=−3(отбросить)→x=2,и обязательно подставляйте найденные корни в исходное уравнение для проверки.Дополнительно можно заметить, что функция fxxx=sqrtx+2x+2x+2+x−4 монотонно возрастает на [−2,∞), значит корень единственный — это дополнительно подтверждает результат.
Решим sqrtx+2x + 2x+2 + x = 4.
1) Область определения: подкоренное выражение ≥0, значит x ≥ −2.
2) Изолируем корень: sqrtx+2x+2x+2 = 4 − x. Отсюда сразу требование 4 − x ≥ 0, т.е. x ≤ 4. Итого возможность решений только при x ∈ −2,4−2,4−2,4.
3) Возводим в квадрат здесьнужнобытьосторожным—операциянеэквивалентнабезпроверкизнаков,поэтомузаранееограничилиxтак,чтобыправаячастьнебылаотрицательнойздесь нужно быть осторожным — операция не эквивалентна без проверки знаков, поэтому заранее ограничили x так, чтобы правая часть не была отрицательнойздесьнужнобытьосторожным—операциянеэквивалентнабезпроверкизнаков,поэтомузаранееограничилиxтак,чтобыправаячастьнебылаотрицательной:
x+2x+2x+2 = 4−x4 − x4−x^2 = 16 − 8x + x^2.
Переносим всё в одну сторону:
x^2 − 9x + 14 = 0.
Дискриминант D = 81 − 56 = 25, корни x = 9±59 ± 59±5/2, т.е. x = 7 или x = 2.
4) Проверка в исходном уравнении обязательно,чтобыотсеятьпосторонниекорниобязательно, чтобы отсеять посторонние корниобязательно,чтобыотсеятьпосторонниекорни:
x = 2: sqrt444 + 2 = 2 + 2 = 4 — подходит.x = 7: sqrt999 + 7 = 3 + 7 = 10 ≠ 4 — посторонний корень возникпривозведениивквадратвозник при возведении в квадратвозникпривозведениивквадрат.Ответ: x = 2.
Какие шаги требуют особой осторожности и как избежать/обнаружить посторонние корни:
Возведение в квадрат может ввести лишние решения например,еслиоднасторонаравнаотрицательномучислу,A=−B,топослеA2=B2ониравнынапример, если одна сторона равна отрицательному числу, A = −B, то после A^2 = B^2 они равнынапример,еслиоднасторонаравнаотрицательномучислу,A=−B,топослеA2=B2ониравны. Поэтому:заранее ограничьте допустимые x по знаку выражений какмысделали:потребовали4−x≥0как мы сделали: потребовали 4−x ≥ 0какмысделали:потребовали4−x≥0,или используйте замену t = sqrtx+2x+2x+2 ≥ 0, тогда x = t^2 − 2 и уравнение превращается в многочленное для t с автоматическим учётом неотрицательности t внашемслучаеt2+t−6=0,даётt=2,t=−3(отбросить)→x=2в нашем случае t^2 + t − 6 =0, даёт t = 2, t = −3(отбросить) → x = 2внашемслучаеt2+t−6=0,даётt=2,t=−3(отбросить)→x=2,и обязательно подставляйте найденные корни в исходное уравнение для проверки.Дополнительно можно заметить, что функция fxxx=sqrtx+2x+2x+2+x−4 монотонно возрастает на [−2,∞), значит корень единственный — это дополнительно подтверждает результат.