Давайте разберём каждый из вопросов подробно.
1. Решение уравнений
а) (\sqrt{x^2 - 4x} = \sqrt{6 - 3x})
Начнём с возведения обеих частей уравнения в квадрат, чтобы избавиться от корней:
[
x^2 - 4x = 6 - 3x
]
Переносим все члены на одну сторону:
[
x^2 - 4x + 3x - 6 = 0
]
Упрощаем:
[
x^2 - x - 6 = 0
]
Это квадратное уравнение можно решить методом разложения на множители:
[
(x - 3)(x + 2) = 0
]
Таким образом, (x = 3) или (x = -2).
Необходимо проверить оба корня в исходном уравнении:
- Для (x = 3): (\sqrt{3^2 - 4 \cdot 3} = \sqrt{6 - 3 \cdot 3} \Rightarrow 0 = 0).
- Для (x = -2): (\sqrt{(-2)^2 - 4 \cdot (-2)} = \sqrt{6 - 3 \cdot (-2)} \Rightarrow \sqrt{12} = \sqrt{12}).
Оба корня подходят. Ответ: (x = 3) и (x = -2).
b) (\sqrt{3x + 1} = x - 1)
Возводим обе части уравнения в квадрат:
[
3x + 1 = (x - 1)^2
]
Раскрываем скобки:
[
3x + 1 = x^2 - 2x + 1
]
Переносим все члены на одну сторону:
[
x^2 - 5x = 0
]
Решаем уравнение методом вынесения общего множителя:
[
x(x - 5) = 0
]
Таким образом, (x = 0) или (x = 5).
Проверяем оба корня:
- Для (x = 0): (\sqrt{3 \cdot 0 + 1} = 0 - 1 \Rightarrow 1 \neq -1) (не подходит).
- Для (x = 5): (\sqrt{3 \cdot 5 + 1} = 5 - 1 \Rightarrow \sqrt{16} = 4).
Только (x = 5) является подходящим решением. Ответ: (x = 5).
c) (2\sqrt{x} - \sqrt[4]{x} = 1)
Пусть (y = \sqrt{x}). Тогда (\sqrt[4]{x} = \sqrt{y}), и уравнение становится следующим:
[
2y - \sqrt{y} = 1
]
Пусть (z = \sqrt{y}). Тогда (y = z^2), и уравнение становится:
[
2z^2 - z = 1
]
Переносим всё на одну сторону:
[
2z^2 - z - 1 = 0
]
Решаем квадратное уравнение:
[
z = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
]
где (a = 2), (b = -1), (c = -1). Подставляем:
[
z = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 8}}{4} = \frac{1 \pm 3}{4}
]
Получаем (z = 1) или (z = -\frac{1}{2}) (второе значение не подходит, так как (z = \sqrt{y} \geq 0)).
Если (z = 1), то (y = 1), следовательно, (\sqrt{x} = 1), значит, (x = 1).
Проверка: (2 \cdot 1 - 1 = 1). Ответ: (x = 1).
d) (\sqrt{x} + \sqrt{x - 3} = 3)
Пусть (\sqrt{x} = a), тогда (\sqrt{x - 3} = b), и уравнение становится:
[
a + b = 3
]
Также у нас есть:
[
a^2 = x, \quad b^2 = x - 3
]
Из второго уравнения:
[
b^2 = a^2 - 3
]
Подставляем (b = 3 - a) в это уравнение:
[
(3 - a)^2 = a^2 - 3
]
Раскрываем скобки и упрощаем:
[
9 - 6a + a^2 = a^2 - 3
]
Сокращаем (a^2):
[
9 - 6a = -3
]
Переносим:
[
12 = 6a \quad \Rightarrow \quad a = 2
]
Если (a = 2), то (\sqrt{x} = 2), отсюда (x = 4).
Проверка: (\sqrt{4} + \sqrt{4 - 3} = 2 + 1 = 3). Ответ: (x = 4).
2. Определение значений функции (y = \sqrt[3]{x^2 - 1})
Нам нужно найти такие (x), при которых (y = 2):
[
\sqrt[3]{x^2 - 1} = 2
]
Возведем обе стороны в куб:
[
x^2 - 1 = 8
]
Добавляем 1 обеим сторонам:
[
x^2 = 9
]
Решаем уравнение:
[
x = \pm 3
]
Итак, функция принимает значение 2 при (x = 3) или (x = -3). Ответ: (x = 3) и (x = -3).