1358.

160.ž

TEKST ZADATKA

Izračunaj jednačinu:

x21x+2x+3=4x6|x^2 - 1| - |x| + |2x + 3| = 4x - 6
REŠENJE ZADATKA

Da bismo rešili jednačinu sa apsolutnim vrednostima, prvo računamo kritične tačke u kojima izrazi unutar apsolutnih vrednosti menjaju znak. Izjednačavamo svaki izraz sa nulom:

x21=0    x{1,1}x=02x+3=0    x=32x^2 - 1 = 0 \implies x \in \{-1, 1\} \\ x = 0 \\ 2x + 3 = 0 \implies x = -\frac{3}{2}

Ove tačke dele brojevnu pravu na pet intervala. Analiziraćemo jednačinu na svakom od njih:

I:x(,32)II:x[32,1)III:x[1,0)IV:x[0,1)V:x[1,+)I: x \in \left(-\infty, -\frac{3}{2}\right) \\ II: x \in \left[-\frac{3}{2}, -1\right) \\ III: x \in [-1, 0) \\ IV: x \in [0, 1) \\ V: x \in [1, +\infty)

Analiziramo prvi interval x(,32). x \in \left(-\infty, -\frac{3}{2}\right) . U ovom intervalu važi x21>0, x^2 - 1 > 0 , x<0 x < 0 i 2x+3<0. 2x + 3 < 0 . Oslobađamo se apsolutnih vrednosti:

(x21)(x)+((2x+3))=4x6(x^2 - 1) - (-x) + (-(2x + 3)) = 4x - 6

Sređujemo dobijenu jednačinu:

x21+x2x3=4x6x2x4=4x6x25x+2=0x^2 - 1 + x - 2x - 3 = 4x - 6 \\ x^2 - x - 4 = 4x - 6 \\ x^2 - 5x + 2 = 0

Primenjujemo formulu za rešavanje kvadratne jednačine:

x1,2=(5)±(5)241221=5±172x_{1,2} = \frac{-(-5) \pm \sqrt{(-5)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 2}}{2 \cdot 1} = \frac{5 \pm \sqrt{17}}{2}

Pošto je 174.12, \sqrt{17} \approx 4.12 , oba rešenja (približno 4.56 i 0.44) su pozitivna i ne pripadaju intervalu (,32). \left(-\infty, -\frac{3}{2}\right) . Zato u ovom intervalu nema rešenja.

x(,32)x \notin \left(-\infty, -\frac{3}{2}\right)

Analiziramo drugi interval x[32,1). x \in \left[-\frac{3}{2}, -1\right) . Ovde je x21>0, x^2 - 1 > 0 , x<0 x < 0 i 2x+30: 2x + 3 \ge 0 :

(x21)(x)+(2x+3)=4x6(x^2 - 1) - (-x) + (2x + 3) = 4x - 6

Sređujemo jednačinu:

x21+x+2x+3=4x6x2+3x+2=4x6x2x+8=0x^2 - 1 + x + 2x + 3 = 4x - 6 \\ x^2 + 3x + 2 = 4x - 6 \\ x^2 - x + 8 = 0

Računamo diskriminantu (D) da bismo utvrdili prirodu rešenja:

D=b24ac=(1)2418=132=31D = b^2 - 4ac = (-1)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 8 = 1 - 32 = -31

Pošto je diskriminanta manja od nule (D<0 D < 0 ), jednačina ima samo kompleksna rešenja, te nema realnih rešenja u ovom intervalu.

xx \in \emptyset

Analiziramo treći interval x[1,0). x \in [-1, 0) . Ovde je x210, x^2 - 1 \le 0 , x<0 x < 0 i 2x+3>0: 2x + 3 > 0 :

(x21)(x)+(2x+3)=4x6-(x^2 - 1) - (-x) + (2x + 3) = 4x - 6

Sređujemo jednačinu:

x2+1+x+2x+3=4x6x2+3x+4=4x6x2+x10=0-x^2 + 1 + x + 2x + 3 = 4x - 6 \\ -x^2 + 3x + 4 = 4x - 6 \\ x^2 + x - 10 = 0

Rešavamo kvadratnu jednačinu:

x1,2=1±1241(10)2=1±412x_{1,2} = \frac{-1 \pm \sqrt{1^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-10)}}{2} = \frac{-1 \pm \sqrt{41}}{2}

Dobijamo x12.7 x_1 \approx 2.7 i x23.7. x_2 \approx -3.7 . Nijedno od rešenja ne pripada intervalu [1,0), [-1, 0) , pa ni ovde nemamo rešenja.

x[1,0)x \notin [-1, 0)

Analiziramo četvrti interval x[0,1). x \in [0, 1) . Ovde je x210, x^2 - 1 \le 0 , x0 x \ge 0 i 2x+3>0: 2x + 3 > 0 :

(x21)x+(2x+3)=4x6-(x^2 - 1) - x + (2x + 3) = 4x - 6

Sređujemo jednačinu:

x2+1x+2x+3=4x6x2+x+4=4x6x2+3x10=0-x^2 + 1 - x + 2x + 3 = 4x - 6 \\ -x^2 + x + 4 = 4x - 6 \\ x^2 + 3x - 10 = 0

Rešavamo kvadratnu jednačinu:

x1,2=3±3241(10)2=3±72x_{1,2} = \frac{-3 \pm \sqrt{3^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-10)}}{2} = \frac{-3 \pm 7}{2}

Dobijamo rešenja x1=2 x_1 = 2 i x2=5. x_2 = -5 . Nijedno ne pripada intervalu [0,1), [0, 1) , pa rešenja nema.

x[0,1)x \notin [0, 1)

Analiziramo peti interval x[1,+). x \in [1, +\infty) . Ovde je x210, x^2 - 1 \ge 0 , x>0 x > 0 i 2x+3>0: 2x + 3 > 0 :

(x21)x+(2x+3)=4x6(x^2 - 1) - x + (2x + 3) = 4x - 6

Sređujemo jednačinu:

x21x+2x+3=4x6x2+x+2=4x6x23x+8=0x^2 - 1 - x + 2x + 3 = 4x - 6 \\ x^2 + x + 2 = 4x - 6 \\ x^2 - 3x + 8 = 0

Računamo diskriminantu (D):

D=(3)2418=932=23D = (-3)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 8 = 9 - 32 = -23

Pošto je diskriminanta ponovo negativna (D<0 D < 0 ), jednačina nema realnih rešenja u ovom intervalu.

xx \in \emptyset

S obzirom na to da ni u jednom od pet razmatranih intervala nismo pronašli rešenje koje pripada datom intervalu, zaključujemo da polazna jednačina nema realnih rešenja.

xx \in \emptyset

Da li je rešenje bilo korisno?

Jedan klik nam pomaže da poboljšamo zadatke.

Prijavi se za ocenu