Рассмотрим уравнение:
[
(2x-1)(2x+1) + x(x-1) = 2x(x+1)
]
Сначала раскроем скобки в каждом из выражений.
- Раскроем первую скобку ((2x-1)(2x+1)) с использованием формулы разности квадратов:
[
(2x-1)(2x+1) = (2x)^2 - 1^2 = 4x^2 - 1
]
- Раскроем вторую скобку (x(x-1)):
[
x(x-1) = x^2 - x
]
- Раскроем правую часть уравнения (2x(x+1)):
[
2x(x+1) = 2x^2 + 2x
]
Подставим раскрытые выражения в уравнение:
[
4x^2 - 1 + x^2 - x = 2x^2 + 2x
]
Соберем подобные члены:
[
(4x^2 + x^2) - x - 1 = 2x^2 + 2x
]
Объединяем и получаем:
[
5x^2 - x - 1 = 2x^2 + 2x
]
Переносим все члены на одну сторону уравнения:
[
5x^2 - x - 1 - 2x^2 - 2x = 0
]
Упростим:
[
3x^2 - 3x - 1 = 0
]
Находим корни квадратного уравнения с помощью дискриминанта. Для уравнения (ax^2 + bx + c = 0) дискриминант (D) равен:
[
D = b^2 - 4ac
]
В нашем уравнении (a = 3), (b = -3), (c = -1). Подставим значения:
[
D = (-3)^2 - 4 \cdot 3 \cdot (-1) = 9 + 12 = 21
]
Так как дискриминант положителен, уравнение имеет два различных вещественных корня. Корни находятся по формуле:
[
x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a}
]
Подставим значения:
[
x_{1,2} = \frac{-(-3) \pm \sqrt{21}}{2 \cdot 3} = \frac{3 \pm \sqrt{21}}{6}
]
Таким образом, корни уравнения:
[
x_1 = \frac{3 + \sqrt{21}}{6}
]
[
x_2 = \frac{3 - \sqrt{21}}{6}
]