Решение уравнения графическим методом включает построение графиков двух функций, которые составляют уравнение, и нахождение их точек пересечения. Рассмотрим уравнение (\sqrt{x} - 2 = 4 - x).
Для начала, обозначим каждую часть уравнения как отдельную функцию:
- (y_1 = \sqrt{x} - 2)
- (y_2 = 4 - x)
Теперь построим графики этих функций.
Построение графика (y_1 = \sqrt{x} - 2):
- Определим область определения: функция (\sqrt{x}) определена для (x \geq 0). Значит, (y_1 = \sqrt{x} - 2) также определена для (x \geq 0).
- Найдем несколько точек для построения графика:
- При (x = 0): (y_1 = \sqrt{0} - 2 = -2)
- При (x = 4): (y_1 = \sqrt{4} - 2 = 0)
- При (x = 9): (y_1 = \sqrt{9} - 2 = 1)
- Соединяем эти точки, учитывая, что график функции (\sqrt{x}) начинается из точки (0, -2) и поднимается вправо, постепенно уменьшаясь по абсолютной величине.
Построение графика (y_2 = 4 - x):
- Определим область определения: функция (4 - x) определена для всех значений (x).
- Найдем несколько точек для построения графика:
- При (x = 0): (y_2 = 4 - 0 = 4)
- При (x = 4): (y_2 = 4 - 4 = 0)
- При (x = 8): (y_2 = 4 - 8 = -4)
- Соединяем эти точки, зная, что это прямая линия с отрицательным наклоном, убывающая в обе стороны от точки (0, 4).
Нахождение точки пересечения:
Графики функций (y_1) и (y_2) пересекаются в той точке, где значения (y_1) и (y_2) равны. Это можно найти визуально, построив графики, или аналитически, решив систему уравнений:
[
\sqrt{x} - 2 = 4 - x
]
Решение системы уравнений аналитически:
- Перенесем все одно из уравнений в одну сторону:
[
\sqrt{x} - 2 + x - 4 = 0 \implies \sqrt{x} + x - 6 = 0
]
- Обозначим (\sqrt{x}) как (t), тогда уравнение будет:
[
t + t^2 - 6 = 0 \implies t^2 + t - 6 = 0
]
- Решим квадратное уравнение:
[
t^2 + t - 6 = 0
]
[
t = \frac{-1 \pm \sqrt{1 + 24}}{2} = \frac{-1 \pm 5}{2}
]
[
t_1 = 2, \quad t_2 = -3
]
Поскольку (t = \sqrt{x}), отрицательный корень (t_2 = -3) не имеет смысла. Остается (t = 2):
[
\sqrt{x} = 2 \implies x = 4
]
Проверим найденное значение в исходном уравнении:
[
\sqrt{4} - 2 = 4 - 4 \implies 2 - 2 = 0
]
Таким образом, (x = 4) является решением уравнения (\sqrt{x} - 2 = 4 - x).
Графическое подтверждение:
Если построить графики функций (y_1 = \sqrt{x} - 2) и (y_2 = 4 - x), они пересекутся в точке (x = 4), что подтверждает наше аналитическое решение.
Ответ: Решением уравнения (\sqrt{x} - 2 = 4 - x) является (x = 4).