Решим уравнение:
[
\sqrt{3x - 1} - \sqrt{x + 2} = 1
]
Чтобы избавиться от квадратных корней, сначала выразим один из них:
[
\sqrt{3x - 1} = \sqrt{x + 2} + 1
]
Теперь возведём обе стороны в квадрат, чтобы убрать один из корней:
[
(\sqrt{3x - 1})^2 = (\sqrt{x + 2} + 1)^2
]
Это даст нам:
[
3x - 1 = (x + 2) + 2\sqrt{x + 2} + 1
]
Упрощаем правую часть:
[
3x - 1 = x + 3 + 2\sqrt{x + 2}
]
Переносим все члены без корня влево:
[
3x - x - 1 - 3 = 2\sqrt{x + 2}
]
Упрощаем:
[
2x - 4 = 2\sqrt{x + 2}
]
Делим обе стороны на 2:
[
x - 2 = \sqrt{x + 2}
]
Возводим обе стороны в квадрат ещё раз:
[
(x - 2)^2 = (\sqrt{x + 2})^2
]
Это приводит к:
[
x^2 - 4x + 4 = x + 2
]
Переносим всё на одну сторону:
[
x^2 - 4x + 4 - x - 2 = 0
]
Упрощаем:
[
x^2 - 5x + 2 = 0
]
Теперь решим квадратное уравнение с помощью дискриминанта. Формула дискриминанта (D) для уравнения (ax^2 + bx + c = 0) такова:
[
D = b^2 - 4ac
]
В нашем случае (a = 1), (b = -5), (c = 2). Подставляем эти значения:
[
D = (-5)^2 - 4 \times 1 \times 2 = 25 - 8 = 17
]
Корни квадратного уравнения находятся по формуле:
[
x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a}
]
Подставляем наши значения:
[
x_{1,2} = \frac{5 \pm \sqrt{17}}{2}
]
Таким образом, у нас два потенциальных корня:
[
x_1 = \frac{5 + \sqrt{17}}{2}, \quad x_2 = \frac{5 - \sqrt{17}}{2}
]
Однако, поскольку мы изначально возводили в квадрат, нужно проверить, оба ли корня подходят исходному уравнению. Проверим оба:
- Для (x_1 = \frac{5 + \sqrt{17}}{2}), подставляем обратно в исходное уравнение и проверяем, выполняется ли оно.
- Для (x_2 = \frac{5 - \sqrt{17}}{2}), аналогично.
Проверка покажет, что только один из корней может удовлетворять изначальному уравнению, т.к. второй может привести к неверному равенству из-за возведения в квадрат. В данном случае, проверка показывает, что только (x_1 = \frac{5 + \sqrt{17}}{2}) является корректным решением уравнения.