Задача: √(6 + x) − x^2 = 1 − x
Примечание: я считаю, что запись √6+x означает именно √(6 + x). Если имелось в виду √6 + x, скажите — переделаю решение под другую интерпретацию.
Шаги решения
Перепишем уравнение так, чтобы отдельно была квадратная корень: √(6 + x) = x^2 − x + 1 Заметим, что x^2 − x + 1 = (x − 1/2)^2 + 3/4 ≥ 3/4 > 0 для любого x, то правая часть неотрицательна, следовательно можно безопасно возводить обе стороны в квадрат без лишних sign-ошибок здесь (после возведения нужно проверить возможные ложные корни).
Возьмём квадрат обеих сторон: 6 + x = (x^2 − x + 1)^2
Раскроем правую часть: (x^2 − x + 1)^2 = x^4 − 2x^3 + 3x^2 − 2x + 1
Следовательно: 6 + x = x^4 − 2x^3 + 3x^2 − 2x + 1
- Перенесём всё в одну сторону: x^4 − 2x^3 + 3x^2 − 3x − 5 = 0
Это четвертичное уравнение. Оно не факторизуется на простые целочисленные множители, поэтому аналитическое разложение легко не даётся. Поэтому найдём корни численно.
- Поиск корней и проверка на оригинальное уравнение Чтобы понять, сколько корней и их приблизительные значения, можно рассмотреть функцию f(x) = √(6 + x) − x^2 − (1 − x) = √(6 + x) + x − x^2 − 1 Дискриминацию по знакам на близких участках:
- при x = −1: f ≈ −0.764 (отрицательно),
- при x = 0: f ≈ 1.449 (положительно) → есть корень между −1 и 0 (малая часть графика).
- при x = 1: f ≈ √7 − 1 ≈ 1.646 (положительно),
- при x = 2: f ≈ √8 + 2 − 4 − 1 ≈ −0.172 (отрицательно) → есть второй корень между 1 и 2.
Поиск корней даёт приближённо два решения:
- x ≈ −0,743
- x ≈ 1,939
Проверка в оригинальном уравнении (примерно):
- Для x ≈ −0,743: √(6 + x) − x^2 ≈ 2,293 − 0,552 ≈ 1,741, а 1 − x ≈ 1 + 0,743 ≈ 1,743 — почти совпадает.
- Для x ≈ 1,939: √(6 + x) − x^2 ≈ 2,819 − 3,759 ≈ −0,940, а 1 − x ≈ −0,939 — совпадает.
Итого, уравнение имеет два действительных корня:
- x ≈ −0,743
- x ≈ 1,939
Замечания
- Мы возводили в квадрат после того, как убедились, что обе стороны не отрицательны (это соблюдено на всём диапазоне за счёт положительности x^2 − x + 1). Тем не менее после квадратирования нужно обязательно проверить полученные корни в исходном равенстве — мы сделали это.
- Если ваша задача имела в виду другую запись (например, √6 + x − x^2 = 1 − x), скажите, и я покажу решение для этой интерпретации.
