Рассмотрим уравнение:
[ 2\sqrt{x + 3} - \sqrt{2x + 7} = \sqrt{x}. ]
Для решения этого уравнения сначала введем замену переменных, чтобы упростить выражения с корнями. Пусть ( u = \sqrt{x} ). Тогда ( x = u^2 ). Подставим это в исходное уравнение:
[ 2\sqrt{u^2 + 3} - \sqrt{2u^2 + 7} = u. ]
Теперь избавимся от корней поэтапно.
- Перенесем (\sqrt{2u^2 + 7}) в правую часть уравнения:
[ 2\sqrt{u^2 + 3} = u + \sqrt{2u^2 + 7}. ]
- Возведем обе части в квадрат, чтобы избавиться от корня на левой части:
[ 4(u^2 + 3) = (u + \sqrt{2u^2 + 7})^2. ]
- Раскроем квадрат правой части:
[ 4(u^2 + 3) = u^2 + 2u\sqrt{2u^2 + 7} + (2u^2 + 7). ]
- Упростим уравнение:
[ 4u^2 + 12 = 3u^2 + 2u\sqrt{2u^2 + 7} + 7. ]
- Перенесем все кроме выражения с корнем в левую часть:
[ u^2 + 5 = 2u\sqrt{2u^2 + 7}. ]
- Изолируем корень:
[ \frac{u^2 + 5}{2u} = \sqrt{2u^2 + 7}. ]
- Возведем обе части в квадрат еще раз:
[ \left(\frac{u^2 + 5}{2u}\right)^2 = 2u^2 + 7. ]
- Упростим:
[ \frac{(u^2 + 5)^2}{4u^2} = 2u^2 + 7. ]
- Умножим на (4u^2) для избавления от дроби:
[ (u^2 + 5)^2 = 8u^4 + 28u^2. ]
- Раскроем и упростим левую часть:
[ u^4 + 10u^2 + 25 = 8u^4 + 28u^2. ]
- Перенесем все в одну часть:
[ u^4 + 10u^2 + 25 - 8u^4 - 28u^2 = 0. ]
- Объединим подобные члены:
[ -7u^4 - 18u^2 + 25 = 0. ]
Появилось сложное уравнение четвертой степени. Однако мы можем искать решения другим методом, например, методом подбора или графически.
Для упрощения, вернемся к оригинальному уравнению и попробуем подставить несколько значений (x), чтобы найти возможные решения:
Если (x = 1):
[ 2\sqrt{1 + 3} - \sqrt{2\cdot1 + 7} = \sqrt{1}, ]
[ 2\cdot2 - \sqrt{9} = 1, ]
[ 4 - 3 = 1, ] что верно.
Таким образом, (x = 1) является решением уравнения.
Проверка других значений может быть не столь успешной, и для данного типа уравнений численное решение может быть наиболее подходящим методом для поиска всех возможных решений. Вышеописанный процесс показывает один из возможных подходов к решению таких уравнений.