37В. а) Решите уравнение \({\left( {\frac{{{x^2}-2x + 3}}{x}} \right)^2}-5x = \frac{{15}}{x}-16\);

б) Найдите все корни принадлежащие промежутку \(\left[ {\frac{1}{2};\;4} \right]\).

Ответ

ОТВЕТ:  а) \(1;\;\;\,3;\;\;\,\,\frac{{5 \pm \sqrt {13} }}{2};\)

               б) \(1;\;\;\;3;\;\;\,\;\frac{{5-\sqrt {13} }}{2}.\)

Решение

а) \({\left( {\frac{{{x^2}-2x + 3}}{x}} \right)^2}-5x = \frac{{15}}{x}-16\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;{\left( {x + \frac{3}{x}-2} \right)^2} = 5\left( {x + \frac{3}{x}} \right)-16.\)

Запишем ОДЗ:  \(x \ne 0.\)

Пусть  \(x + \frac{3}{x} = t.\)  Тогда исходное уравнение примет вид:

\({\left( {t-2} \right)^2} = 5t-16\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;{t^2}-9t + 20 = 0\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{t = 5,}\\{t = 4.}\end{array}} \right.\)

Вернёмся к прежней переменной:

\(\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{x + \frac{3}{x} = 5,}\\{x + \frac{3}{x} = 4\;}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{{x^2}-5x + 3 = 0,}\\{{x^2}-4x + 3 = 0\,\,}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = \frac{{5 \pm \sqrt {13} }}{2},}\\{\begin{array}{*{20}{c}}{x = 3,\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\,}\\{x = 1.\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\,}\end{array}}\end{array}} \right.\)

б) Отберём корни, принадлежащие отрезку  \(\left[ {\frac{1}{2};\;4} \right].\)

Так как  \(3 = \sqrt 9  < \sqrt {13}  < \sqrt {16}  = 4,\)  то  \(1 < 5-\sqrt {13}  < 2,\)  значит,  \(\frac{1}{2} < \frac{{5-\sqrt {13} }}{2} < 1.\)Поэтому,  \(x = \frac{{5-\sqrt {13} }}{2} \in \left[ {\frac{1}{2};4} \right].\)

Так как  \(3 = \sqrt 9  < \sqrt {13}  < \sqrt {16}  = 4,\)  то  \(8 < 5 + \sqrt {13}  < 9,\)  значит,  \(4 < \frac{{5 + \sqrt {13} }}{2} < 4,5.\)Поэтому,  \(x = \frac{{5 + \sqrt {13} }}{2} \notin \left[ {\frac{1}{2};4} \right].\)

\(x = 3 \in \left[ {\frac{1}{2};4} \right];\;\;\;\;x = 1 \in \left[ {\frac{1}{2};4} \right].\)

Ответ:  а) \(1;\;\;\,3;\;\;\,\,\frac{{5 \pm \sqrt {13} }}{2};\)

             б) \(1;\;\;\;3;\;\;\,\;\frac{{5-\sqrt {13} }}{2}.\)