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

 

 

 

 


Некоторые типы иррациональных уравнений




Пусть далее некоторые выражения с неизвестной , .

I тип: . (1)

Возведение в ю степень приводит к равносильному уравнению

.

Уравнение (2)

после возведения в ю степень сводится к равносильному уравнению .

. (3)

Возведение в степень 2n приводит к уравнению-следствию

, (4)

Найденные корни уравнения (4) проверяют подстановкой в (3) и отбирают те из них, которые удовлетворяют уравнению (3).

Уравнение

, (5)

после возведения в степень 2n сводится к уравнению-следствию

. (6)

Корни уравнения (6) необходимо проверить подстановкой в уравнение (5).

II тип:

, (7)

где .

1 способ. Необходимо возвести уравнение (7) в квадрат. В определенных случаях следует один из корней перенести в правую часть уравнения. После упрощения полученное уравнение возводят в квадрат еще раз.

2 способ. Умножение уравнения (7) на сопряженное выражение

.

Отдельно проверяют, имеет ли решение уравнение h(x) = 0. Затем для h(x) ¹ 0 рассматривают систему

Сложение уравнений этой системы приводит к уравнению вида (3).

3 способ. Замена переменных

и переход к системе уравнений относительно u, v.

 

, (8)

где a, b Î R.

Возведением в куб обеих частей уравнение (8) сводится к уравнению

. (9)

Выражение в скобках (в левой части уравнения (9)) заменяют на , используя заданное уравнение. В итоге заданное уравнение (8) приводится к уравнению-следствию, которое снова возводят в куб.

Полученные таким образом решения необходимо проверить подстановкой в уравнение (8).

III тип. Уравнения, решаемые заменой переменной.

В результате замены может уменьшиться степень выражений, стоящих под корнями, что приведет к уменьшению степени рационального уравнения после избавления от корней.

Если уравнение имеет вид

, (10)

где F – некоторое алгебраическое выражение относительно , то заменой оно сводится к уравнению

. (11)

После решения уравнения (11) возвращаются к старой переменной и находят решения уравнения (10).

IV тип. Уравнения, решаемые исходя из арифметического смысла корней с четными показателями. В частности, решение уравнения

, (12)

где a > 0, b > 0, сводится к решению системы

V тип. Уравнения, решаемые функциональными методами и методами, основанными на ограниченности входящих в уравнение функций.

Решение уравнений основывается на следующих утверждениях.

1. Если и для всех , то на множестве X уравнение f(x) = g(x) равносильно системе уравнений

2. Если функции f(x) и g(x) непрерывны и f(x) возрастает, а g(x) убывает для xÎX, то уравнение f(x) = g(x) имеет не больше одного решения на промежутке X. Если один корень подобрать, то других корней нет.

3. Если f(x) – возрастающая функция, то уравнение равносильно уравнению .

4. Если f(x) – возрастающая (убывающая) функция, то уравнение равносильно уравнению .

 

Пример 1. Решить уравнение .

Решение. Возведем обе части уравнения в квадрат:

.

Приводим подобные. При этом в левой части уравнения записываем корень, остальные слагаемые – в правой части:

.

Возводим полученное уравнение в квадрат еще раз.

Решая последнее квадратное уравнение, находим корни , которые теперь необходимо проверить. Делаем проверку корней подстановкой в исходное уравнение. Первый корень не подходит.

Приходим к ответу: .

Пример 2. Решить уравнение .

Решение. Возведем обе части уравнения в куб:

Воспользовавшись исходным уравнением, заменим выражение выражением . Получаем

.

Решаем совокупность уравнений

В результате замены выражения могут появиться посторонние корни, т.к. такое преобразование не является равносильным. Поэтому необходимо произвести проверку. Подставляем найденные значения и убеждаемся, что они являются корнями исходного уравнения.

Приходим к ответу:

Пример 3. Решить уравнение

.

Решение. Возведение уравнения в квадрат приводит к уравнению четвертой степени и громоздкому решению.

Нетрудно заметить, что в данном уравнении можно произвести замену. Но перед этим преобразуем уравнение следующим образом:

Заменив , получаем квадратное уравнение

.

Решая его, находим корни .

Возвращаемся к исходной неизвестной:

Первое уравнение решений не имеет, т.к. его левая часть неотрицательна, а правая – отрицательна. Второе уравнение возводим в квадрат. Получаем

, т.е. .

Его корни . С помощью проверки убеждаемся, что оба корня подходят, т.е. приходим к ответу: .

Пример 4. Решить уравнение .

Решение. Способ 1. Перенесем второй корень вправо:

.

Возводим обе части в квадрат:

Еще раз возводим в квадрат и получаем квадратное уравнение, решая которое и получаем корни . Делаем проверку корней подстановкой в исходное уравнение. Оба корня подходят.

Способ 2. Введем замену , тогда , . Таким образом получили более простое уравнение

, т.е. .

Возведем его в квадрат:

Возвращаемся к исходной неизвестной:

.

Возводим обе части уравнения в квадрат:

, откуда .

При помощи проверки убеждаемся, что оба корня подходят.

Способ 3. Домножим обе части уравнения на выражение, сопряженное левой части исходного уравнения. Получим

Сложим последнее уравнение с исходным. Получим

, т.е. .

Последнее уравнение возводим в квадрат. Получаем квадратное уравнение

.

Решая его, находим корни .

Приходим к ответу: .

Пример 5. Решить уравнение .

Решение. Пусть . Тогда и , по условию.

Получили систему

Решая ее методом подстановки

Второе уравнение решим отдельно

;

;

;

.

Получаем корни

Возвращаемся к системе:

Получаем

Переходим к заданным неизвестным:

Решая последнюю совокупность, находим корни и . С помощью проверки убеждаемся, что оба корня подходят.

Получили ответ: , .

 

При решении иррациональных уравнений, как правило, нахождение ОДЗ является бесполезным, т.к. проверка решений по ОДЗ недостаточна. Но существует ряд примеров, в которых нахождение ОДЗ является тем методом, который приводит к успеху. Покажем это на следующем примере.

Пример 6. Решить уравнение

.

Решение. Найдем ОДЗ данного уравнения:

Решаем последнюю систему неравенств (рис. 10)

Рис.10

 

Получили, что ОДЗ состоит из единственной точки .

Остается подставить значение в уравнение и выяснить, является ли оно решением:

.

Получили, что – решение.

Пример 7. Решить уравнение

.

Решение: Используем графический способ. Строим графики функций , (рис.11).

Рис.11

 

Из рисунка видно, что графики пересекаются в единственной точке x = 7. Следовательно, уравнение имеет единственное решение. Проверяем x = 7 подстановкой в заданное уравнение и убеждаемся, что это точное значение решения уравнения.

Получили ответ: x = 7.

 

Задания

 

I уровень

1.1. Определите, имеет ли уравнение корни:

1) ; 2) ;

3) ; 4) ;

5) ; 6) ;

7) ; 8) ;

9) ; 10) .

1.2. Решите уравнение:

1) ; 2) ;

3) ; 4) ;

5) ; 6) ;

7) 8) ;

9) ; 10) ;

11) ; 12) ;

13) ; 14) ;

15) ; 16) ;

17) ; 18) ;

19) ;

20) .

1.3. Решите уравнение:

1) ; 2) ;

3) ; 4) ;

5) ; 6) ;

7) ; 8) ;

9) ; 10) ;

11) ;

12) .

1.4. Решите уравнение графически:

1) ; 2) ;

3) ; 4) .

 

II уровень

2.1. Решите уравнение:

1) ;

2. ;

3. ;

4. ;

5. ;

6. ;

7. ;

8. ;

9. ;

10. ;

11. ;

12. ;

13. ;

14. ;

15. ;

16. ;

17. .

 

III уровень

3.1. Решите уравнение:

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

5) ;

6) ;

7) ;

8) .

 

3.2. Решите уравнение:

1) ; 2) .

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2017-03-18; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 253 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Студент всегда отчаянный романтик! Хоть может сдать на двойку романтизм. © Эдуард А. Асадов
==> читать все изречения...

2431 - | 2176 -


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

Ген: 0.012 с.