27В. а) Решите уравнение \(\frac{{{x^2}}}{3} + \frac{{48}}{{{x^2}}} = 10\,\left( {\frac{x}{3}-\frac{4}{x}} \right)\);

б) Найдите все корни принадлежащие промежутку \(\left[ {-2;\;0} \right]\).

Ответ

ОТВЕТ:  а) \(-2;\;\;\;\;6;\;\;\;\;3 \pm \sqrt {21} ;\)

               б) \(-2;\;\;\;\;3-\sqrt {21} .\)

Решение

а) \(\frac{{{x^2}}}{3} + \frac{{48}}{{{x^2}}} = 10\,\left( {\frac{x}{3}-\frac{4}{x}} \right).\)

Запишем ОДЗ:  \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x \ne 0,\,}\\{{x^2} \ne 0}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;x \ne 0.\)

Пусть  \(\frac{x}{3}-\frac{4}{x} = t.\)  Тогда: 

\({\left( {\frac{x}{3}-\frac{4}{x}} \right)^2} = {t^2}\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\frac{{{x^2}}}{9}-2 \cdot \frac{x}{3} \cdot \frac{4}{x} + \frac{{16}}{{{x^2}}} = {t^2}\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\frac{{{x^2}}}{9} + \frac{{16}}{{{x^2}}} = {t^2} + \frac{8}{3}\left| { \cdot 3} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\frac{{{x^2}}}{3} + \frac{{48}}{{{x^2}}} = 3{t^2} + 8.\)

Полученное уравнение примет вид:

\(3{t^2} + 8 = 10t\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;3{t^2}-10t + 8 = 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{t = 2,\,}\\{t = \frac{4}{3}.}\end{array}} \right.\)

Вернёмся к прежней переменной:

\(\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{x}{3}-\frac{4}{x} = 2,}\\{\frac{x}{3}-\frac{4}{x} = \frac{4}{3}\,}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{{x^2}-6x-12 = 0,}\\{{x^2}-4x-12 = 0\;}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = 3 \pm \sqrt {21} ,\;\;\;\;\;}\\{\begin{array}{*{20}{c}}{x = 6,\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\,}\\{x = -2.\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\,}\end{array}}\end{array}} \right.\)

б) Отберём корни, принадлежащие отрезку  \(\left[ {-2;\;0} \right].\)

Так как  \(4 = \sqrt {16}  < \sqrt {21}  < \sqrt {25}  = 5,\)  то  \(7 < 3 + \sqrt {21}  < 8,\)  значит,  \(x = 3 + \sqrt {21} \, \notin \,\left[ {-2;0} \right].\)

Так как  \(4 = \sqrt {16}  < \sqrt {21}  < \sqrt {25}  = 5,\)  то  \(-2 < 3-\sqrt {21}  < -1,\)  значит,  \(x = 3-\sqrt {21} \, \in \,\left[ {-2;0} \right].\)

\(x = 6\, \notin \,\left[ {-2;0} \right];\;\;\;\;x = -2\, \in \,\left[ {-2;0} \right].\)

Ответ:  а) \(-2;\;\;\;\;6;\;\;\;\;3 \pm \sqrt {21} ;\)

             б) \(-2;\;\;\;\;3-\sqrt {21} .\)