45В. а) Решите уравнение а)   \({\left( {2x-2} \right)^2}{\left( {x + 1} \right)^2}-\sqrt 2 \left( {{x^2}-1} \right)-6 = 0\);

б) Найдите все корни принадлежащие промежутку \(\left[ {-\sqrt 2 ;\;\sqrt[3]{4}} \right]\).

Ответ

ОТВЕТ:  а) \( \pm \sqrt {1 + \sqrt 2 } ;\)

               б) \(\sqrt {1 + \sqrt 2 } .\)

Решение

а) \({\left( {2x-2} \right)^2}{\left( {x + 1} \right)^2}-\sqrt 2 \left( {{x^2}-1} \right)-6 = 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;4{\left( {\left( {x-1} \right)\left( {x + 1} \right)} \right)^2}-\sqrt 2 \left( {x-1} \right)\left( {x + 1} \right)-6 = 0.\)

Пусть  \(\left( {x-1} \right)\left( {x + 1} \right) = t.\)  Тогда исходное уравнение примет вид: 

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

Вернёмся к прежней переменной:

\(\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{\left( {x-1} \right)\left( {x + 1} \right) = \sqrt 2 ,\,\;\;\,\,}\\{\left( {x-1} \right)\left( {x + 1} \right) = -\frac{{3\sqrt 2 }}{4}}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{{x^2}-1 = \sqrt 2 ,\,\;\,\;\,}\\{{x^2}-1 = -\frac{{3\sqrt 2 }}{4}}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{{x^2} = 1 + \sqrt 2 ,\,\,\,}\\{{x^2} = 1-\frac{{\sqrt {18} }}{4}.}\end{array}} \right.\)

Первое уравнение имеет корни:  \(x =  \pm \sqrt {1 + \sqrt 2 } .\)

Так как  \(\sqrt {18}  > \sqrt {16}  = 4,\) то  \(1-\frac{{\sqrt {18} }}{4} < 0,\)  поэтому второе уравнение не имеет решения.

б) Отберём корни, принадлежащие отрезку  \(\left[ {-\sqrt 2 ;\;\sqrt[3]{4}} \right].\)

Так как  \(\sqrt 2  > \sqrt 1  = 1,\)  то  \(1 + \sqrt 2  > 2\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;\sqrt {1 + \sqrt 2 }  > \sqrt 2 \;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\,\;-\sqrt {1 + \sqrt 2 }  < -\sqrt 2 ,\)  то  \(x = -\sqrt {1 + \sqrt 2 }  \notin \left[ {-\sqrt 2 ;\sqrt[3]{4}} \right].\)

Так как  \(\sqrt {1 + \sqrt 2 }  = \sqrt[6]{{{{\left( {1 + \sqrt 2 } \right)}^3}}} = \sqrt[6]{{1 + 3\sqrt 2  + 6 + 2\sqrt 2 }} = \sqrt[6]{{7 + 5\sqrt 2 }} = \sqrt[6]{{7 + \sqrt {50} }},\)  а  \(\sqrt[3]{4} = \sqrt[6]{{16}} = \sqrt[6]{{7 + 9}} = \sqrt[6]{{7 + \sqrt {81} }},\)  тогда  \(\sqrt {1 + \sqrt 2 }  = \sqrt[6]{{7 + \sqrt {50} }} < \sqrt[3]{4} = \sqrt[6]{{7 + \sqrt {81} }},\)  значит,  \(x = \sqrt {1 + \sqrt 2 }  \in \left[ {-\sqrt 2 ;\sqrt[3]{4}} \right].\)

Ответ:  а) \( \pm \sqrt {1 + \sqrt 2 } ;\)

             б) \(\sqrt {1 + \sqrt 2 } .\)