Приведено решение уравнения |x-1| + |x+1| = 3, в котором автор разделил ось на интервалы и получил корни x=2 и x=-2. Проанализируйте решение, найдите все ошибки и постройте корректное решение с пояснением
Коротко: корни x=±2x=\pm2x=±2 неверны. Ошибки автора: неправильное раскрытие модулей на интервалах и/или арифметическая ошибка при решении линейных уравнений (например, 2x=32x=32x=3 не даёт x=2x=2x=2), возможно не проверялось вхождение корней в соответствующие интервалы. Корректное решение (разбиение по точкам, где выражения внутри модулей равны нулю: −1-1−1 и 111). 1) Для x≥1x\ge 1x≥1: ∣x−1∣=x−1, ∣x+1∣=x+1|x-1|=x-1,\ |x+1|=x+1∣x−1∣=x−1,∣x+1∣=x+1. Тогда ∣x−1∣+∣x+1∣=(x−1)+(x+1)=2x.
|x-1|+|x+1|=(x-1)+(x+1)=2x. ∣x−1∣+∣x+1∣=(x−1)+(x+1)=2x.
Решаем 2x=32x=32x=3, получаем x=32x=\tfrac{3}{2}x=23. Проверка: 32≥1\tfrac{3}{2}\ge123≥1 — подходит. 2) Для −1≤x≤1-1\le x\le 1−1≤x≤1: ∣x−1∣=1−x, ∣x+1∣=x+1|x-1|=1-x,\ |x+1|=x+1∣x−1∣=1−x,∣x+1∣=x+1. Тогда ∣x−1∣+∣x+1∣=(1−x)+(x+1)=2.
|x-1|+|x+1|=(1-x)+(x+1)=2. ∣x−1∣+∣x+1∣=(1−x)+(x+1)=2.
Уравнение 2=32=32=3 не имеет решений на этом отрезке. 3) Для x≤−1x\le -1x≤−1: ∣x−1∣=1−x, ∣x+1∣=−x−1|x-1|=1-x,\ |x+1|=-x-1∣x−1∣=1−x,∣x+1∣=−x−1. Тогда ∣x−1∣+∣x+1∣=(1−x)+(−x−1)=−2x.
|x-1|+|x+1|=(1-x)+(-x-1)=-2x. ∣x−1∣+∣x+1∣=(1−x)+(−x−1)=−2x.
Решаем −2x=3-2x=3−2x=3, получаем x=−32x=-\tfrac{3}{2}x=−23. Проверка: −32≤−1-\tfrac{3}{2}\le-1−23≤−1 — подходит. Итак, все решения: x=±32.
x=\pm\tfrac{3}{2}. x=±23. Проверка подстановкой: для x=32x=\tfrac{3}{2}x=23 — ∣32−1∣+∣32+1∣=12+52=3|\tfrac{3}{2}-1|+|\tfrac{3}{2}+1|=\tfrac12+\tfrac52=3∣23−1∣+∣23+1∣=21+25=3; для x=−32x=-\tfrac{3}{2}x=−23 — ∣−32−1∣+∣−32+1∣=52+12=3|- \tfrac{3}{2}-1|+|- \tfrac{3}{2}+1|=\tfrac52+\tfrac12=3∣−23−1∣+∣−23+1∣=25+21=3.
Корректное решение (разбиение по точкам, где выражения внутри модулей равны нулю: −1-1−1 и 111).
1) Для x≥1x\ge 1x≥1: ∣x−1∣=x−1, ∣x+1∣=x+1|x-1|=x-1,\ |x+1|=x+1∣x−1∣=x−1, ∣x+1∣=x+1. Тогда
∣x−1∣+∣x+1∣=(x−1)+(x+1)=2x. |x-1|+|x+1|=(x-1)+(x+1)=2x.
∣x−1∣+∣x+1∣=(x−1)+(x+1)=2x. Решаем 2x=32x=32x=3, получаем x=32x=\tfrac{3}{2}x=23 . Проверка: 32≥1\tfrac{3}{2}\ge123 ≥1 — подходит.
2) Для −1≤x≤1-1\le x\le 1−1≤x≤1: ∣x−1∣=1−x, ∣x+1∣=x+1|x-1|=1-x,\ |x+1|=x+1∣x−1∣=1−x, ∣x+1∣=x+1. Тогда
∣x−1∣+∣x+1∣=(1−x)+(x+1)=2. |x-1|+|x+1|=(1-x)+(x+1)=2.
∣x−1∣+∣x+1∣=(1−x)+(x+1)=2. Уравнение 2=32=32=3 не имеет решений на этом отрезке.
3) Для x≤−1x\le -1x≤−1: ∣x−1∣=1−x, ∣x+1∣=−x−1|x-1|=1-x,\ |x+1|=-x-1∣x−1∣=1−x, ∣x+1∣=−x−1. Тогда
∣x−1∣+∣x+1∣=(1−x)+(−x−1)=−2x. |x-1|+|x+1|=(1-x)+(-x-1)=-2x.
∣x−1∣+∣x+1∣=(1−x)+(−x−1)=−2x. Решаем −2x=3-2x=3−2x=3, получаем x=−32x=-\tfrac{3}{2}x=−23 . Проверка: −32≤−1-\tfrac{3}{2}\le-1−23 ≤−1 — подходит.
Итак, все решения:
x=±32. x=\pm\tfrac{3}{2}.
x=±23 .
Проверка подстановкой: для x=32x=\tfrac{3}{2}x=23 — ∣32−1∣+∣32+1∣=12+52=3|\tfrac{3}{2}-1|+|\tfrac{3}{2}+1|=\tfrac12+\tfrac52=3∣23 −1∣+∣23 +1∣=21 +25 =3; для x=−32x=-\tfrac{3}{2}x=−23 — ∣−32−1∣+∣−32+1∣=52+12=3|- \tfrac{3}{2}-1|+|- \tfrac{3}{2}+1|=\tfrac52+\tfrac12=3∣−23 −1∣+∣−23 +1∣=25 +21 =3.