1. Решить уравнение:
a) $$ \sqrt{5x-4} = \sqrt{3x+2} $$
Возведем обе части уравнения в квадрат:
$$ (\sqrt{5x-4})^2 = (\sqrt{3x+2})^2 $$
$$ 5x-4 = 3x+2 $$
$$ 5x - 3x = 2 + 4 $$
$$ 2x = 6 $$
$$ x = 3 $$
Проверка:
$$ \sqrt{5 \cdot 3 - 4} = \sqrt{3 \cdot 3 + 2} $$
$$ \sqrt{15 - 4} = \sqrt{9 + 2} $$
$$ \sqrt{11} = \sqrt{11} $$
Равенство выполняется, следовательно, корень найден верно.
Ответ: x = 3
б) $$ \sqrt{2x^2 - 2x - 3} = 3 + 2x $$
Обе части уравнения возведем в квадрат:
$$ (\sqrt{2x^2 - 2x - 3})^2 = (3 + 2x)^2 $$
$$ 2x^2 - 2x - 3 = 9 + 12x + 4x^2 $$
$$ 0 = 2x^2 + 14x + 12 $$
$$ x^2 + 7x + 6 = 0 $$
Решим квадратное уравнение:
$$ x = \frac{-7 \pm \sqrt{7^2 - 4 \cdot 1 \cdot 6}}{2} $$
$$ x = \frac{-7 \pm \sqrt{49 - 24}}{2} $$
$$ x = \frac{-7 \pm \sqrt{25}}{2} $$
$$ x = \frac{-7 \pm 5}{2} $$
$$ x_1 = \frac{-7 + 5}{2} = -1 $$
$$ x_2 = \frac{-7 - 5}{2} = -6 $$
Проверка:
При x = -1:
$$ \sqrt{2 \cdot (-1)^2 - 2 \cdot (-1) - 3} = 3 + 2 \cdot (-1) $$
$$ \sqrt{2 + 2 - 3} = 3 - 2 $$
$$ \sqrt{1} = 1 $$
$$ 1 = 1 $$
При x = -6:
$$ \sqrt{2 \cdot (-6)^2 - 2 \cdot (-6) - 3} = 3 + 2 \cdot (-6) $$
$$ \sqrt{72 + 12 - 3} = 3 - 12 $$
$$ \sqrt{81} = -9 $$
$$ 9
e -9 $$
Следовательно, x = -6 - посторонний корень.
Ответ: x = -1
в) $$ \sqrt{x-2} - 4 \sqrt[4]{x-2} = -3 $$
Пусть $$ t = \sqrt[4]{x-2} $$, тогда $$ t^2 = \sqrt{x-2} $$.
Уравнение примет вид:
$$ t^2 - 4t = -3 $$
$$ t^2 - 4t + 3 = 0 $$
Решим квадратное уравнение:
$$ t = \frac{4 \pm \sqrt{(-4)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 3}}{2} $$
$$ t = \frac{4 \pm \sqrt{16 - 12}}{2} $$
$$ t = \frac{4 \pm \sqrt{4}}{2} $$
$$ t = \frac{4 \pm 2}{2} $$
$$ t_1 = \frac{4 + 2}{2} = 3 $$
$$ t_2 = \frac{4 - 2}{2} = 1 $$
Вернемся к замене:
1) $$ \sqrt[4]{x-2} = 3 $$
$$ x - 2 = 3^4 $$
$$ x - 2 = 81 $$
$$ x = 83 $$
2) $$ \sqrt[4]{x-2} = 1 $$
$$ x - 2 = 1^4 $$
$$ x - 2 = 1 $$
$$ x = 3 $$
Проверка:
$$ \sqrt{x-2} - 4 \sqrt[4]{x-2} = -3 $$
При x = 83:
$$ \sqrt{83 - 2} - 4 \sqrt[4]{83 - 2} = -3 $$
$$ \sqrt{81} - 4 \sqrt[4]{81} = -3 $$
$$ 9 - 4 \cdot 3 = -3 $$
$$ 9 - 12 = -3 $$
$$ -3 = -3 $$
При x = 3:
$$ \sqrt{3 - 2} - 4 \sqrt[4]{3 - 2} = -3 $$
$$ \sqrt{1} - 4 \sqrt[4]{1} = -3 $$
$$ 1 - 4 \cdot 1 = -3 $$
$$ 1 - 4 = -3 $$
$$ -3 = -3 $$
Ответ: x = 3, x = 83
2. Решить неравенство:
а) $$ \sqrt{2x+3} < 4 $$
Возведем обе части неравенства в квадрат:
$$ (\sqrt{2x+3})^2 < 4^2 $$
$$ 2x + 3 < 16 $$
$$ 2x < 13 $$
$$ x < \frac{13}{2} $$
$$ x < 6.5 $$
Область определения:
$$ 2x + 3 \ge 0 $$
$$ 2x \ge -3 $$
$$ x \ge -1.5 $$
Ответ: $$ x \in [-1.5; 6.5) $$
б) $$ \sqrt{x+18} \le 2 - x $$
ОДЗ:
$$ x+18 \ge 0 $$
$$ x \ge -18 $$
И $$ 2-x \ge 0 $$
$$ 2 \ge x $$
$$ x \le 2 $$
Область определения $$ x \in [-18;2] $$
Возведем обе части неравенства в квадрат:
$$ (\sqrt{x+18})^2 \le (2 - x)^2 $$
$$ x + 18 \le 4 - 4x + x^2 $$
$$ x^2 - 5x - 14 \ge 0 $$
Решим квадратное уравнение:
$$ x^2 - 5x - 14 = 0 $$
$$ x = \frac{5 \pm \sqrt{(-5)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-14)}}{2} $$
$$ x = \frac{5 \pm \sqrt{25 + 56}}{2} $$
$$ x = \frac{5 \pm \sqrt{81}}{2} $$
$$ x = \frac{5 \pm 9}{2} $$
$$ x_1 = \frac{5 + 9}{2} = 7 $$
$$ x_2 = \frac{5 - 9}{2} = -2 $$
Учитывая ОДЗ, находим $$ x \in [-18; -2] $$
Ответ: $$ x \in [-18; -2] $$
3. Решить графически неравенство:
$$ \sqrt{x-2} \le x - 4 $$
Построим графики функций $$ y = \sqrt{x-2} $$ и $$ y = x-4 $$ и найдем область, где график первой функции лежит ниже графика второй функции.
| / / / |
6 | / / / / |
| / / / / |
5 | / / / / |
| / / / / |
4 | / / / / |
| / / / / |
3 |/ / / / |
|----------------------------------
2 | / / / |
| / / / |
1 | / / / |
| / / / |
0 | / / / |
----------------------------------
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Из графика видно, что $$ x \ge 6 $$
Ответ: $$ x \in [6; +\infty) $$
4. Найти область определения функции:
$$ f(x) = \frac{\sqrt[6]{2x^2 + 7x - 4}}{x - 3} $$
Для того чтобы функция имела смысл, необходимо выполнение следующих условий:
1) Выражение под корнем должно быть неотрицательным:
$$ 2x^2 + 7x - 4 \ge 0 $$
2) Знаменатель не должен равняться нулю:
$$ x - 3
e 0 $$
$$ x
e 3 $$
Решим квадратное неравенство:
$$ 2x^2 + 7x - 4 = 0 $$
$$ x = \frac{-7 \pm \sqrt{7^2 - 4 \cdot 2 \cdot (-4)}}{2 \cdot 2} $$
$$ x = \frac{-7 \pm \sqrt{49 + 32}}{4} $$
$$ x = \frac{-7 \pm \sqrt{81}}{4} $$
$$ x = \frac{-7 \pm 9}{4} $$
$$ x_1 = \frac{-7 + 9}{4} = \frac{2}{4} = \frac{1}{2} $$
$$ x_2 = \frac{-7 - 9}{4} = \frac{-16}{4} = -4 $$
Решение неравенства: $$ x \le -4 $$ или $$ x \ge \frac{1}{2} $$
Учитывая, что $$ x
e 3 $$, получаем:
Ответ: $$ x \in (-\infty; -4] \cup [\frac{1}{2}; 3) \cup (3; +\infty) $$