Краткое пояснение: Решаем уравнения и задачу, используя алгебраические преобразования и формулы.
А1. Решите уравнение:
а) \[\frac{x^2-3x+2}{2-x} = 0\]
Логика такая:
- Разложим числитель на множители: \[x^2-3x+2 = (x-1)(x-2)\]
- Тогда уравнение можно переписать как: \[\frac{(x-1)(x-2)}{2-x} = 0\]
- Заметим, что \(2-x = -(x-2)\), поэтому: \[\frac{(x-1)(x-2)}{-(x-2)} = 0\]
- Сокращаем \((x-2)\) при условии \(x
eq 2\): \[-(x-1) = 0\]
- Решаем уравнение: \[x-1 = 0 \Rightarrow x = 1\]
Ответ: \(x = 1\)
б) \[x+4=\frac{5}{x}\]
Логика такая:
- Умножим обе части на \(x\) (при условии \(x
eq 0\)): \[x(x+4) = 5\]
- Раскрываем скобки: \[x^2+4x = 5\]
- Переносим все в одну сторону: \[x^2+4x-5 = 0\]
- Решаем квадратное уравнение через дискриминант:
- \[D = 4^2 - 4(1)(-5) = 16 + 20 = 36\]
- \[x_{1,2} = \frac{-4 \pm \sqrt{36}}{2} = \frac{-4 \pm 6}{2}\]
- \[x_1 = \frac{-4+6}{2} = 1, \quad x_2 = \frac{-4-6}{2} = -5\]
Ответ: \(x_1 = 1, \quad x_2 = -5\)
в) \[\frac{x}{x+5} + \frac{x+5}{x-5} = \frac{50}{x^2-25}\]
Логика такая:
- Приведем к общему знаменателю, учитывая, что \(x^2-25 = (x+5)(x-5)\):
- \[\frac{x(x-5)}{(x+5)(x-5)} + \frac{(x+5)(x+5)}{(x+5)(x-5)} = \frac{50}{(x+5)(x-5)}\]
- Умножим обе части на \((x+5)(x-5)\) (при условии \(x
eq \pm 5\)): \[x(x-5) + (x+5)^2 = 50\]
- Раскрываем скобки: \[x^2 - 5x + x^2 + 10x + 25 = 50\]
- Упрощаем: \[2x^2 + 5x - 25 = 0\]
- Решаем квадратное уравнение через дискриминант:
- \[D = 5^2 - 4(2)(-25) = 25 + 200 = 225\]
- \[x_{1,2} = \frac{-5 \pm \sqrt{225}}{4} = \frac{-5 \pm 15}{4}\]
- \[x_1 = \frac{-5+15}{4} = \frac{10}{4} = 2.5, \quad x_2 = \frac{-5-15}{4} = \frac{-20}{4} = -5\]
- Поскольку \(x
eq \pm 5\), то \(x = -5\) не является решением.
Ответ: \(x = 2.5\)
А2. Задача про лыжников:
Логика такая:
- Пусть скорость второго лыжника равна \(v\) км/ч, тогда скорость первого лыжника равна \(v+2\) км/ч.
- Время, которое тратит первый лыжник: \(t_1 = \frac{20}{v+2}\) часов.
- Время, которое тратит второй лыжник: \(t_2 = \frac{20}{v}\) часов.
- Разница во времени составляет 20 минут, что равно \(\frac{1}{3}\) часа: \[t_2 - t_1 = \frac{1}{3}\]
- Подставляем: \[\frac{20}{v} - \frac{20}{v+2} = \frac{1}{3}\]
- Приводим к общему знаменателю: \[\frac{20(v+2) - 20v}{v(v+2)} = \frac{1}{3}\]
- Упрощаем: \[\frac{40}{v^2+2v} = \frac{1}{3}\]
- Умножаем крест-накрест: \[v^2 + 2v = 120\]
- Переносим все в одну сторону: \[v^2 + 2v - 120 = 0\]
- Решаем квадратное уравнение через дискриминант:
- \[D = 2^2 - 4(1)(-120) = 4 + 480 = 484\]
- \[v_{1,2} = \frac{-2 \pm \sqrt{484}}{2} = \frac{-2 \pm 22}{2}\]
- \[v_1 = \frac{-2+22}{2} = 10, \quad v_2 = \frac{-2-22}{2} = -12\]
- Скорость не может быть отрицательной, поэтому скорость второго лыжника равна 10 км/ч, а скорость первого лыжника равна 12 км/ч.
Ответ: Скорость первого лыжника 12 км/ч, скорость второго лыжника 10 км/ч.
B1. Найдите корни уравнения:
\[\frac{x-3}{x-2} + \frac{x-2}{x-3} = 2\frac{1}{2}\]
Логика такая:
- Заменим \(t = \frac{x-3}{x-2}\), тогда уравнение примет вид: \[t + \frac{1}{t} = \frac{5}{2}\]
- Умножим обе части на \(2t\) (при условии \(t
eq 0\)): \[2t^2 + 2 = 5t\]
- Переносим все в одну сторону: \[2t^2 - 5t + 2 = 0\]
- Решаем квадратное уравнение через дискриминант:
- \[D = (-5)^2 - 4(2)(2) = 25 - 16 = 9\]
- \[t_{1,2} = \frac{5 \pm \sqrt{9}}{4} = \frac{5 \pm 3}{4}\]
- \[t_1 = \frac{5+3}{4} = 2, \quad t_2 = \frac{5-3}{4} = \frac{1}{2}\]
- Возвращаемся к исходной переменной:
- Если \(t = 2\): \[\frac{x-3}{x-2} = 2 \Rightarrow x-3 = 2(x-2) \Rightarrow x-3 = 2x-4 \Rightarrow x = 1\]
- Если \(t = \frac{1}{2}\): \[\frac{x-3}{x-2} = \frac{1}{2} \Rightarrow 2(x-3) = x-2 \Rightarrow 2x-6 = x-2 \Rightarrow x = 4\]
- Проверим, что \(x
eq 2\) и \(x
eq 3\).
Ответ: \(x_1 = 1, \quad x_2 = 4\)