Как решить уравнение 1/х(х-1) + 1/х(х+1) + 1/(х+1)(х-1) = 3/х² - 1?
Алгебра 11 класс Рациональные уравнения
Чтобы решить уравнение 1/(x(x-1)) + 1/(x(x+1)) + 1/((x+1)(x-1)) = 3/x² - 1, давайте начнем с приведения всех дробей к общему знаменателю.
Общий знаменатель для левой части уравнения будет x(x-1)(x+1). Теперь перепишем каждую дробь с этим знаменателем:
Теперь запишем левую часть уравнения с общим знаменателем:
(x+1)/(x(x-1)(x+1)) + (x-1)/(x(x+1)(x-1)) + x/(x(x-1)(x+1)) = (x+1 + x-1 + x)/[x(x-1)(x+1)]
Упростим числитель:
(x + 1 + x - 1 + x) = 3x
Таким образом, левая часть уравнения становится:
3x/[x(x-1)(x+1)]
Теперь у нас есть:
3x/[x(x-1)(x+1)] = 3/x² - 1
Теперь давайте упростим правую часть уравнения. Приведем к общему знаменателю:
3/x² - 1 = 3/x² - x²/x² = (3 - x²)/x²
Теперь у нас есть:
3x/[x(x-1)(x+1)] = (3 - x²)/x²
Теперь мы можем крест-умножить:
3x * x² = (3 - x²) * x(x-1)(x+1)
Упрощаем:
3x³ = (3 - x²)(x² - 1)
Раскроем скобки:
3x³ = 3x² - x^4 - 3 + x²
Теперь соберем все в одну сторону:
x^4 - 4x² + 3 = 0
Это квадратное уравнение относительно x². Обозначим y = x²:
y² - 4y + 3 = 0
Теперь решим это уравнение с помощью дискриминанта:
D = b² - 4ac = (-4)² - 4*1*3 = 16 - 12 = 4
Корни:
y = (4 ± sqrt(4))/2 = (4 ± 2)/2
y₁ = 3, y₂ = 1
Теперь вернемся к переменной x:
Таким образом, у нас есть четыре корня: x = sqrt(3), -sqrt(3), 1, -1.
Теперь проверим, не являются ли корни недопустимыми (например, деление на ноль в исходном уравнении):
Таким образом, окончательный ответ:
x = sqrt(3) и x = -sqrt(3).