Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Дробно-рациональные уравнения




 

Стандартный вид дробно-рационального уравнения

, (8)

где – многочлены.

Область допустимых значений данного уравнения: . Решение уравнений (8) сводится к решению системы

Дробно-рациональные уравнению вида:

,

где – многочлены можно решать, используя основное свойство пропорции:

К основному методу решения дробно-рациональных уравнений относятся также метод замены переменной.

Некоторые специальные приемы будут рассмотрены далее на примерах.

Пример 1. Решить уравнение .

Решение.

Сводим заданное уравнение к стандартному виду вида (8):

, т.е.

Его решением будет решение системы

т.е.

Значит, решением заданного уравнения является .

Пример 2. Решить уравнение .

Решение.

Применим основное свойство пропорции с учетом ОДЗ уравнения:

Получаем

Откуда

Оба корня являются решениями, т.к. подходят по ОДЗ. В ответе имеем

Пример 3. Решить уравнение .

 

Решение.

Группируем слагаемые

.

Заменяем

, откуда

,

т.е. и

.

Получаем уравнение

,

или, то же самое,

.

Полученное уравнение имеет корни

Возвращаемся к переменной :

 

В результате приходим к совокупности 2-х квадратных уравнений

которые решаем на ОДЗ: . Приходим к ответу

Пример 4. Решить уравнение .

Решение.

Выделим в левой части уравнения полный квадрат суммы:

.

Получаем уравнение, которое приобретает вид

.

Заменяем и приходим к уравнению

.

Решая его, найдем корни:

Возвращаемся к старой переменной:

Решаем полученные уравнения по свойству пропорции (с учетом ОДЗ):

Приходим к ответу .

Пример 5. Решить уравнение .

Решение.

Введем замену:

. Тогда и получим уравнение

.

Решаем его:

, т.е. .

Решая квадратное уравнение, находим корни:

Вернемся к переменной х:

Решаем первое уравнение:

;

.

Второе уравнение не имеет решения, т.к. .

Получили ответ: .

 

Задания для самостоятельного решения

I уровень

1.1. Решите уравнения:

1) ; 2) ;

3) ; 4) ;

5) .

 

II уровень

2.1. Решите уравнения:

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

5) .

 

III уровень

3.1. Решите уравнения:

1) ;

2) ;

3) ;

5) ;

6) .

3.2. Найдите квадрат суммы корней при .

3.3. Определите при каких а уравнение имеет действительные корни:

.

 

 

Уравнения с модулем

 

Модулем (абсолютной величиной) числа называется неотрицательное число:

(9)

Геометрическая интерпретация модуля: это расстояние от точки 0 до точки на координатной оси.

 

Свойства модуля:

1) ; 2) ; 3) ;

4) ; 5) ; 6) ;

7) ; 8) ; 9) .

Пусть – некоторое алгебраическое выражение. Тогда, используя определение модуля (9) при соответствующих предположениях, можно раскрыть знак абсолютной величины данного выражения:

Уравнение, содержащее выражение с неизвестной х под знаком модуля, называется уравнением с модулем.

Рассмотрим основные типы уравнений с модулем и методы их решения.

Пусть далее , , – некоторые выражения с переменной х, и .

I тип:

, (10)

где а – число, – некоторое выражение с неизвестной х.

1. Если , уравнение (10) решений не имеет.

2. Если , уравнение (10) равносильно уравнению .

3. Если , уравнение (10) равносильно совокупности уравнений:

II тип:

,

где , – некоторые выражения с неизвестной х.

Решать это уравнение можно несколькими способами.

1-й способ – используя определения модуля:

2-й способ – используя подход к решению, как к уравнениям I типа с дополнительным условием на знак выражения :

Замечание: 1-й или 2-й способ решения таких уравнений выбирают в зависимости от того, какое из неравенств или решается легче.

3-й способ – метод интервалов. Необходимо:

1) найти те значения х, для которых

2) нанести полученные значения х на числовую ось;

3) определить знаки для каждого из полученных интервалов;

4) нарисовать кривую знаков;

5) решить уравнение на каждом промежутке в отдельности, раскрывая модуль согласно рисунку;

6) для каждого конкретного промежутка проверить, принадлежат ли полученные корни этому промежутку;

7) в ответе указать совокупность всех полученных корней.

III тип: уравнения, содержащие несколько модулей. Если их два, то это уравнение вида:

, (11)

где , , , – некоторые выражения с неизвестной х.

1-й способ – можно использовать определения модуля и рассматривать 4 случая возможных знаков , . Этот способ, как правило, не является рациональным.

2-й способ – метод интервалов. Необходимо нарисовать столько числовых осей и кривых знаков, сколько модулей в уравнении. Для уравнения (11) рисуют две оси, располагая их одна под другой (одна ось для , вторая – для ). Для каждого выражения и следует изобразить кривую знаков на соответствующей оси. Затем раскрывают модули, используя рисунок, и решают уравнение отдельно на каждом промежутке. Подходят только те корни, которые принадлежат рассматриваемому промежутку. В ответе необходимо указать совокупность полученных корней.

IV тип:

(12)

где , .

1-й способ – решение уравнения (12) сводится к решению к совокупности уравнений:

2-й способ – метод интервалов (не рационально).

3-й способ – после возведения уравнения в квадрат и использования свойства модуля уравнение сводится к равносильному:

Полученное уравнение решается в зависимости от его типа.

V тип: уравнения, решаемые заменой переменной, например

По свойству модуля оно записывается в виде

Вводят замену и решают полученное квадратное уравнение относительно неизвестной у. Затем необходимо вернуться к старой переменной. В случае 2-х различных корней квадратного уравнения это будет совокупность уравнений I типа:

если корень единственный, то остается решить уравнение

Необходимо помнить, что в случае отрицательного значения уравнение с модулем не имеет решений.

 

Пример 1. Решить уравнение .

Решение.

Это уравнение I типа. Его ОДЗ: .

Уравнение записывается в виде

. На ОДЗ можно сократить и получаем

, откуда

т.е.

Получаем корни

которые подходят по ОДЗ.

Пример 2. Решить уравнение .

Решение.

Это уравнение II типа. Его ОДЗ: . Оно имеет решение, если , т.е. при . Таким образом, для получаем

(13)

Решим отдельно полученные дробно-рациональные уравнения. Первое уравнение сводится к виду имеем

, откуда .

Это квадратное уравнение решений не имеет, т.к. .

Из второго уравнения совокупности (13) получаем

, т.е. .

Квадратное уравнение имеет корни:

Однако, т.е. первый корень не принадлежит множеству , на котором решали уравнение, ответом является только .

Пример 3. Решить уравнение

Решение.

Имеем уравнение II типа, которое решим по определению модуля.

(14)

Решаем первую систему совокупности (14):

;

Значение не подходит по условию . Остается корень.

Решаем вторую систему совокупности (14):

Получили ответ .

Пример 4. Решить уравнение .

Решение.

Поскольку , то уравнение записывается в виде

.

Это уравнение относится к III типу уравнений.

Его ОДЗ: . Решим методом интервалов.

Нулями выражений, стоящих под модулем, являются:

и .

Эти значения разбивают числовую ось на три промежутка.

 

Раскрыв модули на каждом из полученных промежутков, с учетом их знаков, получим совокупность систем:

Решим отдельно системы.

I.

II.

.

III.

Решением данного уравнения являются значения и .

Пример 5. Решить уравнение .

Решение.

Запишем уравнение в виде

.

Оно относится к IV типу. Возведем обе его части в квадрат:

. После упрощения имеем

, т.е.

. Получаем корень.

Пример 6. Решить уравнение .

Решение. ОДЗ: , т.е. .

Преобразуем данное уравнение к виду:

Заменяем: .

Уравнение приобретает вид

.

Решаем его как дробно-рациональное и получаем

.

Последнее квадратное уравнение имеет корни

Возвращаясь к переменной х, получаем:

Второе уравнение совокупности решений не имеет, т.к. слева положительное выражение, а справа – отрицательное.

Первое уравнение совокупности сводится к I типу уравнений с модулем и равносильно совокупности при условии :

;

.

Приходим к совокупности

т.е.

Решение имеет только второе уравнение совокупности. его корни

Оба они подходят по ОДЗ.

Пришли к ответу .

Пример 7. Решить уравнение

Решение.

ОДЗ:

С учетом ОДЗ данное уравнение равносильно уравнению:

.

Используя свойства модуля (имеем сумму двух неотрицательных величин), получаем:

т.е. – решение полученной системы, оно подходит по ОДЗ.

Получили ответ: .





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2017-03-18; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 611 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

80% успеха - это появиться в нужном месте в нужное время. © Вуди Аллен
==> читать все изречения...

2272 - | 2125 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.