Уравнения без логарифмов и тригонометрии → .08 Правильная замена или группировка на скобки
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Подсказка 1.
Попробуйте разбить данные четыре скобки на пары таким образом, чтобы произведения в каждой паре давали выражения, отличающиеся на константу.
Подсказка 2.
Если раскрыть скобки (x + 1)(x + 7) и (x + 3)(x + 5), то получим x² + 8x + 7 и x² + 8x + 15 соотвественно. Что логично сделать после этого замечания?
Подсказка 3.
Верно, сделать замену переменной. Пусть t = x² + 8x + 11. Тогда уравнение примет вид: (t – 4)(t + 4) + 15 = 0. Остаётся найти t и затем решить несколько квадратных уравнений относительно x для найденных значений t.
Перемножим первую и последнюю скобки:
и вторую и третью:
Обозначим Тогда
Тогда уравнение принимает вид:
Таким образом,
Если то
корни
Если то
корни
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Источники:
Подсказка 1
Кажется, что разложить выражение на множители у нас не получится, тогда придется действовать иначе – перенести единицу в другую сторону и извлечь кубический корень из обеих частей уравнения!
Подсказка 2
Теперь мы получили обычное квадратное уравнение, которое легко можем решить, заметив формулу сокращённого умножения, либо же используя старый добрый дискриминант)
Так как степень нечетная,
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Заметим, что данное уравнение возвратное. Тогда поделим его на
Замена
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Запишем ОДЗ:
Раскроем скобки:
Сделаем замену
Итого:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение .
Перепишем изначальное равенство:
Сделаем замену: , ОДЗ:
Рассмотрим два случая:
- 1.
-
- 2.
-
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Подсказка 1
Перед нами уравнение, в котором есть шестая и третья степень. Как эти степени связаны? Что нужно сделать, чтобы свести уравнение к виду, который мы умеем решать?
Подсказка 2
Давайте сделаем замену t = x³. Какое уравнение у нас получится?
Подсказка 3
t² + 9t + 8 = 0. Вспоминаем, как решать квадратные уравнения и находим корни ;) Не забудьте про обратную замену!
Решим уравнение:
Сделаем замену переменной , тогда уравнение примет вид:
Решим это квадратное уравнение по формуле:
где ,
,
. Подставим эти значения:
Таким образом, получаем два решения:
Теперь вернемся к переменной . Напомним, что
, поэтому решаем уравнение
для каждого значения
.
1. Если , то уравнение
имеет решение:
2. Если , то уравнение
имеет решение:
Таким образом, корни исходного уравнения: и
.
-1; -2
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Подсказка 1
Раскрывать все 4 скобки не хочется — вылезет четвертая степень. Поэтому лучше раскрывать по чуть-чуть — разделим скобки на пары и раскроем по 2, чтобы получить "примерно одинаковые" выражения.
Подсказка 2
Перемножим первую скобку и четвертой, вторую — с третьей. Какая замена так и напрашивается?)
Подсказка 3
Сделаем замену t = x² + 3x. Какое уравнение тогда получится?
Подсказка 4
Получим уравнение (t-4)(t+2) = 7. Давайте раскроем скобки, перенесём все в одну сторону и решим квадратное уравнение!
Подсказка 5
Отлично, получается, что t = 5 или t = -3. Теперь нам надо сделать обратную замену. Как она будет выглядеть?
Подсказка 6
Нам нужно решить уравнения x² + 3x = 5 и x² + 3x = -3 ;)
Перегруппируем первую и четвертую скобки, а также вторую и третью:
Теперь раскроем каждую из пар скобок:
Тогда уравнение приобретает вид:
Введем замену . Тогда уравнение перепишется следующим образом:
Раскроем скобки:
Это квадратное уравнение, решаем его с использованием дискриминанта:
Корни уравнения:
Теперь вернемся к переменной , используя уравнение
. Нам нужно решить два квадратных уравнения:
,
.
Первое уравнение:
Используем формулу для квадратного уравнения:
Корни первого уравнения:
Второе уравнение:
Дискриминант этого уравнения:
Так как дискриминант отрицательный, вещественных корней нет.
,
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Подсказка 1
Хочется избавиться от громоздкого уравнения, ведь делить квадратные трёхчлены друг на друга довольно сложно.
Подсказка 2
А что если заменить какой-нибудь подходящий квадратный трёхчлен? Останется сумма двух дробей, но уже не будет второй степени, с этим работать явно проще!
Подсказка 3
Отлично, получилась более простая сумма двух дробей. Самое время привести к общему знаменателю и найти заменённое значение. Осталось провести обратную замену!
Введем замену . Тогда уравнение можно переписать в виде:
Приведем левую часть уравнения к общему знаменателю:
Раскроем скобки в числителе:
Теперь числитель примет вид:
Знаменатель:
Уравнение теперь имеет вид:
Применим правило крест-накрест:
Раскроем скобки:
Упростим уравнение:
Решим квадратное уравнение:
Отсюда или
, следовательно,
.
Напомним, что . Теперь решим два уравнения:
Корни:
Умножим на 5:
Дискриминант:
Так как дискриминант отрицательный, вещественных корней нет.
Корни уравнения:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Подсказка 1
Обратите внимание на то, что внутри скобки находится почти полный квадрат... Но чето-то не хватает:( Давайте добавим и вычтем что-то так, чтобы появился полный квадрат.
Подсказка 2
Внутри первой скобки лежит (x-2)² - 4. Какая замена так и напрашивается?) Быть может, у нас появились схожие части в уравнении?
Подсказка 3
Сделаем замену t = (x-2)². Какой вид примет уравнение?
Подсказка 4
(t-4)² + t = 6. А такое мы уже решать умеем ;) Не забудьте про обратную замену!
Выделим внутри первой скобки полный квадрат:
Сделаем замену тогда исходное уравнение преобразуется в
Делаем обратную замену
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Подсказка 1.
Хм, у нас уравнение четвёртой степени... Давайте сразу проверим, является ли x = 0 решением уравнения. Если является, то мы можем свести к уравнению третьей степени, если нет, будем думать дальше.
Подсказка 2.
Действительно, x = 0 не будет решением. Тогда можем поделить на x или даже на x². Что это нам даст?
Подсказка 3.
Попробуем использовать замену t = x + 1/x. Осталось понять, как выразить x² + 1/x², получить квадратное относительно t уравнение и помнить про обратную замену!
Разделим уравнение на :
что упрощается до:
Введем замену . Тогда:
Перепишем уравнение через :
упрощаем:
Решим квадратное уравнение:
Найдем дискриминант:
Корни:
Решим уравнение для каждого значения
.
Для
:
Умножим обе части на :
Решим это уравнение:
Корни:
Для
:
Умножим обе части на :
Решим это уравнение:
Корни:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Подсказка 1
Если решать прямо и раскрыть скобочки, то получится уравнение четвёртой степени. Непонятно, что с этим делать дальше, надо придумать замену.
Подсказка 2
У нас дано уравнение от одной переменной, а что будет, если сделать сразу две замены?
Подсказка 3
Попробуем заменить x² = t, x-1 = h. Мы получим квадратное уравнение относительно t (относительно h тоже будет квадратное уравнение). Решим квадратное уравнение!
Подсказка 4
Мы решили квадратное уравнение, выразили t через h или h через t. Осталось выразить х и найти его.
Решим уравнение
Подставим замены:
Теперь мы имеем
Решим это уравнение относительно :
Корни:
Теперь подставим обратно:
-
Если
:
-
Если
:
Дискриминант отрицательный, вещественных корней нет.
2
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Подсказка 1
Тут сразу напрашивается замена x^3-x^2 = t. Тогда если все привести к одному знаменателю, то будет квадратное уравнение относительно t в числителе)
Подсказка 2
После решения квадратного уравнения нужно делать обратную замену, но тут выходит какое-то кубическое уравнение...Постарайтесь угадать корень и поделить это уравнение на соответствующий одночлен)
Сделав замену получаем
Обратная замена:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Подсказка 1
Давайте посмотрим внимательнее на левую часть как на функцию. Это сумма двух кубических функций. А справа у нас стоит константа. Есть ли в этом что-то примечательное?
Подсказка 2
Кубическая функция - монотонная) Т.е. слева стоит монотонная функция как сумма двух монотонных функций! Остается угадать корень и объяснить, что только он один и подойдет)
Первое решение.
После замены получаем уравнение
Второе решение.
Левая часть является монотонно возрастающей функцией как сумма двух монотонно возрастающих кубических функций. Поэтому
значение она может принимать не более, чем в одной точке. Легко видеть, что это значение достигается при
потому что
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Подсказка 1
У нас есть скобка где стоит что-то квадратное, и две скобки-одночлены. Давайте перемножим скобки-одночлены между собой, вдруг выйдет что-то похожее)
Подсказка 2
Вышло x^2-5x-24, что как раз похоже на первую скобку, но с -24. Тогда давайте сделаем просто замену t = x^2-5x и решим квадратное уравнение, после сделаем обратные замены)
Преобразуем исходное уравнение:
Пусть
Обратная замена:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Подсказка 1
В таких случаях, когда мы видим много скобочек, бывает полезно разбить скобочки на группы и выполнить умножение внутри групп, ориентируясь на то, чтобы после умножения пары стали в чём-то похожи.
Подсказка 2
Здесь лучше разбить скобки на две пары, например, чтобы в результате умножения в каждой паре был одинаковый коэффициент при х.
Подсказка 3
Умножьте первую скобочку на последнюю, а вторую на третью. Получатся две очень похожие скобочки. Замените общую часть на временную переменную и решите полученное уравнение. Не забывайте про обратную замену!
Сгруппируем сомножители:
Пусть Тогда:
Выполним обратную замену:
- 1.
-
Тогда
- 2.
-
Тогда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
При в левой части получается
так что
это не корень, поэтому мы можем домножить обе части
уравнения на
Как мы уже отметили, не является корнем, и других решений у уравнения нет.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
После замены получаем уравнение
Первое решение.
Перемножим первую и четвёртую скобки, затем вторую и третью:
После замены получаем уравнение
При обратной замене получаем или
Наконец, .
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Второе решение.
Из разложения на множители
имеем корни . Введём функцию
Заметим, что , а при
функция
монотонно возрастает, так что при
может быть не более одного
корня. Мы уже поняли, что один корень всё-таки есть и это
.
Заметим, что , а при
функция
монотонно возрастает, так что при
может быть не более одного
корня. Мы уже поняли, что один корень всё-таки есть и это
.
При можно сделать оценку
Значит, на этом отрезке нет корней.
Осталось сделать обратную замену и записать ответ.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение:
Перепишем левую часть
Нам осталось решить уравнение
Его корни 10 и -20.5 .
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
В ответ запишите возможные значения суммы через пробел, если решений нет, введите «
».
Источники:
Выделим в данном выражении два полных квадрата:
Итак, у нас получилось, что сумма двух неотрицательных выражений равна нулю. Такое возможно, только если оба выражения равны нулю, так как каждый их квадратов не отрицателен. То есть
Итак,
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решить уравнение:
Подсказка 1
Заметим, что у нас есть корень из 2022. А также интересный коэффициент 2021. Что хочется сделать?
Подсказка 2
Давайте вычтем x³, чтобы получить коэффициент 2022. Ведь тогда мы сможем разложить выражение на множители!
Подсказка 3
Попробуем разложить на скобки. Получится, что хотя бы одна из двух скобок должна равняться 0. Один из корней сразу виден – это корень 6-ой степени из 2022. А вот второй пока непонятен. Что нужно сделать с уравнением 6-ой степени, чтобы мы умели его решать?
Подсказка 4
Конечно же, делаем замену на x³. Дальше остаётся неприятное квадратное уравнение, но даже с таким Вы точно справитесь!
Разложим на скобки:
Первое уравнение совокупности имеет одно решение .
Введём замену во втором уравнении , тогда:
Вернемся к исходной переменной и получим