Перейти к содержимому.

Портал Естественных Наук

Разделы


Персональные инструменты
Вход


 

Уравнения, содержащие модуль

Новость: Открыт форум по нанотехнологии.

Уравнения, содержащие модуль


Уравнения, содержащие модуль

Самый распространённый, а иногда и единственно возможный метод решения уравнений с модулем – раскрытие модуля согласно определению:

Пример 1

Решите уравнение | x  – 5| – |2 x  + 8| = –12.

Показать решение

Выражения, стоящие под знаком абсолютной величины, обращаются в нуль при x  = –4 и x  = 5. Значит, нужно рассмотреть 3 случая:

1) x  ≤ –4; 2) –4 <  x  ≤ 5; 3) x  > 5.

Получим три уравнения, в каждом из которых на неизвестное наложено ограничение. На рисунке схематично показано, какой знак будут иметь подмодульные выражения на каждом из трёх промежутков.

1
Рисунок 3.1.8.1
  1. x  ≤ –4. В этом случае 2 x  + 8 < 0, x  – 5 < 0. Следовательно, С учётом этого уравнение принимает вид


    x  = –25 удовлетворяет ограничению x  ≤ –4.

  2. –4 <  x  ≤ 5. Этот корень удовлетворяет нужным ограничениям.
  3. 3. x  > 5. Этот корень не удовлетворяет нужным ограничениям.

Ответ. −25; 3.


Этот метод удобно применять, когда подмодульные выражения довольно просты (линейны), и можно сразу понять, где они обращаются в нуль. Рассмотрим простейшее уравнение с модулем вида
| f  ( x )| =  g  ( x ), (9) где функция f  ( x ) проще функции g  ( x ). Это уравнение равносильно следующей системе уравнений:
Убедиться в справедливости этого утверждения можно, перебрав все возможные варианты.

Если же под модулем стоит функция, найти корни которой затруднительно, то условие равносильности можно переписать так:

Пример 2

Решите уравнение 2| x 2  + 2 x   – 5| =  x  – 1.

Показать решение

Этому уравнению соответствуют два уравнения 2( x 2  + 2 x   – 5) =  x  – 1  и 2( x 2  + 2 x   – 5) = 1 –  x , среди корней которых нужно отобрать удовлетворяющие условию x  ≥ 1. Имеем:

1. Корни этого уравнения и x  = –3, из которых подходит первый корень.

2. Корни этого уравнения Опять подходит только первый корень, так как второй заведомо отрицателен.

Ответ.  


В случае вложенных знаков модуля применим этот метод несколько раз. Здесь тоже можно рассмотреть весь набор получающихся при раскрытии модуля уравнений среди решений которых содержатся решения исходного уравнения, а потом отобрать из всех полученных решений подходящие хотя бы с помощью проверки.

Пример 3

Решите уравнение

Показать решение

Все корни исходного уравнения содержатся среди корней двух уравнений
которые можно переписать в виде
(*)

Аналогично, каждое из этих уравнений распадается на два:
что приводит к четырём уравнениям:

Отсюда получаем 4 решения:        среди которых содержатся корни исходного уравнения. 1-й корень, очевидно, удовлетворяет уравнению. Это проверяется легко. 2-й и 3-й не походят, так как правая часть исходного уравнения при этих значениях отрицательна. 4-й корень тоже является лишним, так как этот корень должен удовлетворять уравнению (*), а при этом значении его правая часть отрицательна.

Ответ. 3.





 

(c) Портал Естественных Наук

Портал Естественных Наук
Репетиторы по математике Смоленска и области.