Краткая запись:
- Дано уравнение: \(\left(2-\frac{x^{2}+2x}{3}\right)\left(4-\frac{x^{2}+2x}{3}\right)=3\)
- Найти: Значение \(x\)
Краткое пояснение: Для решения данного уравнения введём замену переменной, чтобы упростить выражение, а затем решим получившееся квадратное уравнение.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Введём замену переменной. Пусть \( y = \frac{x^{2}+2x}{3} \). Тогда уравнение примет вид: \( (2-y)(4-y) = 3 \).
- Шаг 2: Раскроем скобки и приведём уравнение к стандартному квадратному виду:
\( 8 - 2y - 4y + y^{2} = 3 \)
\( y^{2} - 6y + 8 = 3 \)
\( y^{2} - 6y + 5 = 0 \) - Шаг 3: Решим полученное квадратное уравнение относительно \(y\) с помощью дискриминанта:
\( D = b^{2} - 4ac = (-6)^{2} - 4(1)(5) = 36 - 20 = 16 \)
\( \sqrt{D} = 4 \)
\( y_{1} = \frac{-b + \sqrt{D}}{2a} = \frac{6 + 4}{2} = \frac{10}{2} = 5 \)
\( y_{2} = \frac{-b - \sqrt{D}}{2a} = \frac{6 - 4}{2} = \frac{2}{2} = 1 \) - Шаг 4: Вернёмся к исходной переменной \(x\), подставив найденные значения \(y\).
Случай 1: \( y = 5 \)
\( \frac{x^{2}+2x}{3} = 5 \)
\( x^{2}+2x = 15 \)
\( x^{2}+2x-15 = 0 \)
\( D = 2^{2} - 4(1)(-15) = 4 + 60 = 64 \)
\( \sqrt{D} = 8 \)
\( x_{1} = \frac{-2 + 8}{2} = \frac{6}{2} = 3 \)
\( x_{2} = \frac{-2 - 8}{2} = \frac{-10}{2} = -5 \)
Случай 2: \( y = 1 \)
\( \frac{x^{2}+2x}{3} = 1 \)
\( x^{2}+2x = 3 \)
\( x^{2}+2x-3 = 0 \)
\( D = 2^{2} - 4(1)(-3) = 4 + 12 = 16 \)
\( \sqrt{D} = 4 \)
\( x_{3} = \frac{-2 + 4}{2} = \frac{2}{2} = 1 \)
\( x_{4} = \frac{-2 - 4}{2} = \frac{-6}{2} = -3 \)
Ответ: \(x = 3, x = -5, x = 1, x = -3\)