Решу данные уравнения:
а) $$\frac{4x-1}{x+1} = \frac{x^2+5}{x^2} - \frac{5}{x^2}$$
Упростим правую часть уравнения:
$$\frac{x^2+5}{x^2} - \frac{5}{x^2} = \frac{x^2+5-5}{x^2} = \frac{x^2}{x^2} = 1$$ при $$x
eq 0$$
Тогда уравнение принимает вид:
$$\frac{4x-1}{x+1} = 1$$
Умножим обе части на $$(x+1)$$:
$$4x - 1 = x + 1$$
$$3x = 2$$
$$x = \frac{2}{3}$$
Проверка: Подставим $$x=\frac{2}{3}$$ в исходное уравнение:
$$\frac{4\cdot\frac{2}{3}-1}{\frac{2}{3}+1} = \frac{\frac{8}{3}-1}{\frac{5}{3}} = \frac{\frac{5}{3}}{\frac{5}{3}} = 1$$
$$\frac{(\frac{2}{3})^2+5}{(\frac{2}{3})^2} - \frac{5}{(\frac{2}{3})^2} = \frac{\frac{4}{9}+5}{\frac{4}{9}} - \frac{5}{\frac{4}{9}} = \frac{\frac{49}{9}}{\frac{4}{9}} - \frac{\frac{45}{9}}{\frac{4}{9}} = \frac{49}{4} - \frac{45}{4} = \frac{4}{4} = 1$$
Так как обе части равны 1, то $$x = \frac{2}{3}$$ является решением.
Ответ: $$x = \frac{2}{3}$$
б) $$\frac{x+2}{x-2} - \frac{x(x-4)}{x^2-4} = \frac{4(3+x)}{x^2-4}$$
Приведем к общему знаменателю, учитывая, что $$x^2 - 4 = (x - 2)(x + 2)$$:
$$\frac{(x+2)(x+2)}{(x-2)(x+2)} - \frac{x(x-4)}{(x-2)(x+2)} = \frac{4(3+x)}{(x-2)(x+2)}$$
Умножим обе части уравнения на $$(x-2)(x+2)$$ при условии, что $$x
eq \pm 2$$:
$$(x+2)(x+2) - x(x-4) = 4(3+x)$$
$$x^2 + 4x + 4 - x^2 + 4x = 12 + 4x$$
$$8x + 4 = 12 + 4x$$
$$4x = 8$$
$$x = 2$$
Однако, мы исключили $$x = 2$$ в начале решения, так как при этом знаменатель обращается в ноль. Значит, данное уравнение не имеет решений.
Ответ: нет решений.
в) $$\frac{x-1}{x-2} = \frac{2}{x} - \frac{1}{x-2}$$
Перенесем все члены в левую часть уравнения:
$$\frac{x-1}{x-2} - \frac{2}{x} + \frac{1}{x-2} = 0$$
Приведем к общему знаменателю, который равен $$x(x-2)$$:
$$\frac{x(x-1) - 2(x-2) + x}{x(x-2)} = 0$$
Упростим числитель:
$$\frac{x^2 - x - 2x + 4 + x}{x(x-2)} = 0$$
$$\frac{x^2 - 2x + 4}{x(x-2)} = 0$$
Дробь равна нулю, когда числитель равен нулю, а знаменатель не равен нулю.
$$x^2 - 2x + 4 = 0$$
Найдем дискриминант: $$D = (-2)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 4 = 4 - 16 = -12$$
Так как дискриминант отрицательный, уравнение $$x^2 - 2x + 4 = 0$$ не имеет действительных корней. Значит, данное уравнение не имеет решений.
Ответ: нет решений.
5. Решить иррациональное уравнение:
a) $$\sqrt{2x-34} = 1 + \sqrt{x}$$
Возведем обе части уравнения в квадрат:
$$(\sqrt{2x-34})^2 = (1 + \sqrt{x})^2$$
$$2x - 34 = 1 + 2\sqrt{x} + x$$
$$x - 35 = 2\sqrt{x}$$
Возведем обе части уравнения в квадрат еще раз:
$$(x - 35)^2 = (2\sqrt{x})^2$$
$$x^2 - 70x + 1225 = 4x$$
$$x^2 - 74x + 1225 = 0$$
Решим квадратное уравнение:
$$D = (-74)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 1225 = 5476 - 4900 = 576$$
$$x_1 = \frac{74 + \sqrt{576}}{2} = \frac{74 + 24}{2} = \frac{98}{2} = 49$$
$$x_2 = \frac{74 - \sqrt{576}}{2} = \frac{74 - 24}{2} = \frac{50}{2} = 25$$
Проверим корни:
Для $$x = 49$$:
$$\sqrt{2 \cdot 49 - 34} = \sqrt{98 - 34} = \sqrt{64} = 8$$
$$1 + \sqrt{49} = 1 + 7 = 8$$
Для $$x = 25$$:
$$\sqrt{2 \cdot 25 - 34} = \sqrt{50 - 34} = \sqrt{16} = 4$$
$$1 + \sqrt{25} = 1 + 5 = 6$$
Корень $$x = 25$$ не подходит, так как $$4
eq 6$$. Следовательно, решением является только $$x = 49$$.
Ответ: $$x = 49$$
б) $$\sqrt{15+x} + \sqrt{3+x} = 6$$
Выразим один из корней:
$$\sqrt{15+x} = 6 - \sqrt{3+x}$$
Возведем обе части уравнения в квадрат:
$$(\sqrt{15+x})^2 = (6 - \sqrt{3+x})^2$$
$$15 + x = 36 - 12\sqrt{3+x} + 3 + x$$
$$15 = 39 - 12\sqrt{3+x}$$
$$12\sqrt{3+x} = 24$$
$$\sqrt{3+x} = 2$$
Возведем обе части в квадрат:
$$3 + x = 4$$
$$x = 1$$
Проверка: $$\sqrt{15+1} + \sqrt{3+1} = \sqrt{16} + \sqrt{4} = 4 + 2 = 6$$
Корень $$x = 1$$ является решением.
Ответ: $$x = 1$$
в) $$\sqrt{5x} + \sqrt{14-x} = 8$$
Выразим один из корней:
$$\sqrt{5x} = 8 - \sqrt{14-x}$$
Возведем обе части уравнения в квадрат:
$$(\sqrt{5x})^2 = (8 - \sqrt{14-x})^2$$
$$5x = 64 - 16\sqrt{14-x} + 14 - x$$
$$6x - 78 = -16\sqrt{14-x}$$
$$3x - 39 = -8\sqrt{14-x}$$
Возведем обе части уравнения в квадрат еще раз:
$$(3x - 39)^2 = (-8\sqrt{14-x})^2$$
$$9x^2 - 234x + 1521 = 64(14 - x)$$
$$9x^2 - 234x + 1521 = 896 - 64x$$
$$9x^2 - 170x + 625 = 0$$
Решим квадратное уравнение:
$$D = (-170)^2 - 4 \cdot 9 \cdot 625 = 28900 - 22500 = 6400$$
$$x_1 = \frac{170 + \sqrt{6400}}{2 \cdot 9} = \frac{170 + 80}{18} = \frac{250}{18} = \frac{125}{9}$$
$$x_2 = \frac{170 - \sqrt{6400}}{2 \cdot 9} = \frac{170 - 80}{18} = \frac{90}{18} = 5$$
Проверим корни:
Для $$x = 5$$:
$$\sqrt{5 \cdot 5} + \sqrt{14 - 5} = \sqrt{25} + \sqrt{9} = 5 + 3 = 8$$
Для $$x = \frac{125}{9}$$:
$$\sqrt{5 \cdot \frac{125}{9}} + \sqrt{14 - \frac{125}{9}} = \sqrt{\frac{625}{9}} + \sqrt{\frac{126-125}{9}} = \frac{25}{3} + \frac{1}{3} = \frac{26}{3}
eq 8$$
Корень $$x = \frac{125}{9}$$ не подходит, следовательно, решением является $$x = 5$$.
Ответ: $$x = 5$$