Рассмотрите уравнение sqrt(x+3) = x - 1: опишите все допустимые шаги решения, укажите возможные ловушки при возведении в квадрат и найдите общее условие для корней, не вычисляя сами корни
Шаги решения и пояснения (кратно и без вычисления корней): 1) Область допустимых значений из-под корня: x+3≥0⇒x≥−3.\,x+3\ge 0\Rightarrow x\ge-3.x+3≥0⇒x≥−3. 2) Так как квадратный корень неотрицателен, правая часть должна быть неотрицательной: x+3=x−1\sqrt{x+3}=x-1x+3=x−1 влечёт x−1≥0⇒x≥1.x-1\ge0\Rightarrow x\ge1.x−1≥0⇒x≥1. Значит дальнейший анализ можно ограничить x≥1.x\ge1.x≥1. 3) При x≥1x\ge1x≥1 обе части неотрицательны, поэтому можно возвести в квадрат без потери решений (опасность введения посторонних корней появляется, если не контролировать знаки): x+3=(x−1)2.
x+3=(x-1)^2. x+3=(x−1)2. 4) Приводим к квадратному уравнению: x+3=x2−2x+1⇒x2−3x−2=0.
x+3=x^2-2x+1\quad\Rightarrow\quad x^2-3x-2=0. x+3=x2−2x+1⇒x2−3x−2=0. 5) Возможная ловушка: возведение в квадрат может добавить корни, которые дают противоположные по знаку стороны исходного уравнения. Здесь мы заранее наложили условие x≥1x\ge1x≥1, потому дополнительные корни с x<1x<1x<1 автоматически отбрасываются. 6) Общее условие для корней (без их явного вычисления): корень должен одновременно удовлетворять квадратному уравнению и неравенству {x2−3x−2=0,x≥1.
\begin{cases} x^2-3x-2=0,\\ x\ge1. \end{cases} {x2−3x−2=0,x≥1. Дополнительное замечание о количестве корней (без вычисления значений): дискриминант D=9+8=17>0D=9+8=17>0D=9+8=17>0, значит квадратное уравнение имеет два вещественных корня; их произведение равно −2<0-2<0−2<0, значит один корень положителен, другой отрицателен. Поскольку при x=1x=1x=1 левая часть больше правой, положительный корень строго больше 111. Итого ровно один из корней квадратного уравнения удовлетворяет x≥1x\ge1x≥1 и потому является решением исходного уравнения.
1) Область допустимых значений из-под корня: x+3≥0⇒x≥−3.\,x+3\ge 0\Rightarrow x\ge-3.x+3≥0⇒x≥−3.
2) Так как квадратный корень неотрицателен, правая часть должна быть неотрицательной: x+3=x−1\sqrt{x+3}=x-1x+3 =x−1 влечёт x−1≥0⇒x≥1.x-1\ge0\Rightarrow x\ge1.x−1≥0⇒x≥1. Значит дальнейший анализ можно ограничить x≥1.x\ge1.x≥1.
3) При x≥1x\ge1x≥1 обе части неотрицательны, поэтому можно возвести в квадрат без потери решений (опасность введения посторонних корней появляется, если не контролировать знаки):
x+3=(x−1)2. x+3=(x-1)^2.
x+3=(x−1)2.
4) Приводим к квадратному уравнению:
x+3=x2−2x+1⇒x2−3x−2=0. x+3=x^2-2x+1\quad\Rightarrow\quad x^2-3x-2=0.
x+3=x2−2x+1⇒x2−3x−2=0.
5) Возможная ловушка: возведение в квадрат может добавить корни, которые дают противоположные по знаку стороны исходного уравнения. Здесь мы заранее наложили условие x≥1x\ge1x≥1, потому дополнительные корни с x<1x<1x<1 автоматически отбрасываются.
6) Общее условие для корней (без их явного вычисления): корень должен одновременно удовлетворять квадратному уравнению и неравенству
{x2−3x−2=0,x≥1. \begin{cases}
x^2-3x-2=0,\\
x\ge1.
\end{cases}
{x2−3x−2=0,x≥1.
Дополнительное замечание о количестве корней (без вычисления значений): дискриминант D=9+8=17>0D=9+8=17>0D=9+8=17>0, значит квадратное уравнение имеет два вещественных корня; их произведение равно −2<0-2<0−2<0, значит один корень положителен, другой отрицателен. Поскольку при x=1x=1x=1 левая часть больше правой, положительный корень строго больше 111. Итого ровно один из корней квадратного уравнения удовлетворяет x≥1x\ge1x≥1 и потому является решением исходного уравнения.