Это уравнение выглядит немного страшно из-за степени, но мы можем его упростить. Посмотри, у нас есть одинаковая часть (3x – 1)², которая встречается дважды.
Шаг 1: Введем замену
Чтобы стало понятнее, давай скажем, что (3x – 1)² это просто какая-то новая буква, например, y.
Тогда наше уравнение будет выглядеть так:
\[ y^2 + y - 20 = 0 \]
Шаг 2: Решим квадратное уравнение
Теперь у нас обычное квадратное уравнение! Мы можем решить его с помощью дискриминанта или просто разложить на множители.
Найдем два числа, которые в сумме дают 1 (коэффициент при y), а при умножении дают -20. Это числа 5 и -4.
Так что, мы можем записать уравнение как:
\[ (y + 5)(y - 4) = 0 \]
Отсюда получаем два возможных значения для y:
y + 5 = 0, значит y = -5y - 4 = 0, значит y = 4Шаг 3: Вернемся к нашей замене
Теперь нам нужно найти x. Вспомним, что y = (3x – 1)².
Случай 1: y = -5
\[ (3x – 1)^2 = -5 \]
Квадрат числа никогда не может быть отрицательным. Значит, в этом случае решений для x нет.
Случай 2: y = 4
\[ (3x – 1)^2 = 4 \]
Чтобы избавиться от квадрата, возьмем корень из обеих частей:
\[ 3x – 1 = ±\sqrt{4} \]
\[ 3x – 1 = ±2 \]
Теперь у нас снова два варианта:
3x – 1 = 23x = 2 + 13x = 3x = 13x – 1 = -23x = -2 + 13x = -1x = -1/3Шаг 4: Проверим ответы
Подставим найденные значения x в исходное уравнение:
При x = 1:
\[ (3(1) – 1)^4 + (3(1) – 1)^2 – 20 = (3 – 1)^4 + (3 – 1)^2 – 20 = 2^4 + 2^2 – 20 = 16 + 4 – 20 = 0 \]
Отлично, x = 1 подходит!
При x = -1/3:
\[ (3(-\frac{1}{3}) – 1)^4 + (3(-\frac{1}{3}) – 1)^2 – 20 = (-1 – 1)^4 + (-1 – 1)^2 – 20 = (-2)^4 + (-2)^2 – 20 = 16 + 4 – 20 = 0 \]
И x = -1/3 тоже подходит!
Ответ: Уравнение имеет два корня: x = 1 и x = -1/3.