Сверь числа и знаки с фото.
14.14. Решите уравнение:
- \(\sqrt{x-1-2\sqrt{x-2}}+\sqrt{x+7-6\sqrt{x-2}}=6\);
- \(\sqrt{x+3-4\sqrt{x-1}}+\sqrt{x+8-6\sqrt{x-1}}=1\);
- \(\sqrt{x+2+2\sqrt{x+1}}-\sqrt{x+5-4\sqrt{x+1}}=4\).
Краткий ответ:
- \(x=27\);
- \(x\in[5;10]\);
- решений нет.
Общая идея. В таких уравнениях замена делает подкоренные выражения полными квадратами. Важно помнить: \[ \sqrt{u^2}=|u|, \] поэтому модуль нельзя просто «убрать» без анализа знака.
1) \(\sqrt{x-1-2\sqrt{x-2}}+\sqrt{x+7-6\sqrt{x-2}}=6\)
Пусть \[ t=\sqrt{x-2}\ge 0,\qquad x=t^2+2. \] Тогда \[ x-1-2\sqrt{x-2}=t^2+1-2t=(t-1)^2, \] \[ x+7-6\sqrt{x-2}=t^2+9-6t=(t-3)^2. \] Получаем: \[ |t-1|+|t-3|=6. \] Разбираем промежутки:
- при \(0\le t<1\): \(4-2t=6\), откуда \(t=-1\), не подходит;
- при \(1\le t\le 3\): сумма равна \(2\), а не \(6\);
- при \(t>3\): \(2t-4=6\), откуда \(t=5\).
Значит, \[ x=t^2+2=25+2=27. \] Проверка: \(\sqrt{16}+\sqrt{4}=4+2=6\).
2) \(\sqrt{x+3-4\sqrt{x-1}}+\sqrt{x+8-6\sqrt{x-1}}=1\)
Пусть \[ t=\sqrt{x-1}\ge0,\qquad x=t^2+1. \] Тогда \[ x+3-4\sqrt{x-1}=(t-2)^2, \] \[ x+8-6\sqrt{x-1}=(t-3)^2. \] Уравнение принимает вид \[ |t-2|+|t-3|=1. \] Сумма расстояний от \(t\) до \(2\) и до \(3\) равна \(1\) ровно тогда, когда \[ 2\le t\le3. \] Следовательно, \[ x=t^2+1,\qquad 2\le t\le3, \] поэтому \[ x\in[5;10]. \]
3) \(\sqrt{x+2+2\sqrt{x+1}}-\sqrt{x+5-4\sqrt{x+1}}=4\)
Пусть \[ y=\sqrt{x+1}\ge0,\qquad x=y^2-1. \] Тогда \[ x+2+2\sqrt{x+1}=(y+1)^2, \] \[ x+5-4\sqrt{x+1}=(y-2)^2. \] Получаем: \[ y+1-|y-2|=4. \] Но при \(0\le y\le2\): \[ y+1-(2-y)=2y-1\le3, \] а при \(y\ge2\): \[ y+1-(y-2)=3. \] То есть левая часть никогда не превосходит \(3\), а должна равняться \(4\). Поэтому корней нет.