Чтобы решить уравнение x^4 = (2x - 4)^2, следуем следующим шагам:
- Раскроем правую часть уравнения. Для этого воспользуемся формулой квадрата двучлена:
- (a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2.
В нашем случае a = 2x и b = 4. Подставляем:
- (2x - 4)^2 = (2x)^2 - 2 * (2x) * 4 + 4^2 = 4x^2 - 16x + 16.
Теперь у нас есть уравнение:
x^4 = 4x^2 - 16x + 16.
- Переносим все члены в одну сторону уравнения. Выразим уравнение в стандартной форме:
x^4 - 4x^2 + 16x - 16 = 0.
- Теперь попробуем решить это уравнение. Это уравнение четвертой степени, и его можно решить разными способами. Попробуем найти корни методом подбора или делением.
- Проверим возможные рациональные корни. Например, подставим x = 2:
- 2^4 - 4 * 2^2 + 16 * 2 - 16 = 16 - 16 + 32 - 16 = 16,
- это не корень.
Теперь попробуем x = 4:
- 4^4 - 4 * 4^2 + 16 * 4 - 16 = 256 - 64 + 64 - 16 = 240,
- это тоже не корень.
Теперь проверим x = 1:
- 1^4 - 4 * 1^2 + 16 * 1 - 16 = 1 - 4 + 16 - 16 = -3,
- тоже не корень.
Следовательно, будем использовать другой метод, например, разложение.
- Попробуем сделать замену переменной. Пусть y = x^2. Тогда уравнение примет вид:
y^2 - 4y + 16y - 16 = 0.
- Теперь решим квадратное уравнение:
y^2 + 12y - 16 = 0.
- Используем формулу для решения квадратного уравнения:
y = (-b ± √(b^2 - 4ac)) / 2a, где a = 1, b = 12, c = -16.
- Подставляем значения:
- y = (-12 ± √(12^2 - 4 * 1 * (-16))) / (2 * 1),
- y = (-12 ± √(144 + 64)) / 2,
- y = (-12 ± √208) / 2.
- Упрощаем корень:
- √208 = √(16 * 13) = 4√13.
- Теперь подставляем обратно:
y = (-12 ± 4√13) / 2.
- После упрощения получаем:
y = -6 ± 2√13.
- Теперь возвращаемся к x:
x^2 = -6 + 2√13 и x^2 = -6 - 2√13.
- Проверяем, есть ли действительные корни:
- Для x^2 = -6 - 2√13: это отрицательное число, значит, корней нет.
- Для x^2 = -6 + 2√13: проверим, является ли это положительным числом.
- Если -6 + 2√13 > 0, то:
- √13 примерно равно 3.6, значит, 2√13 примерно равно 7.2.
- -6 + 7.2 = 1.2, это положительное число.
- Теперь находим корни:
x = ±√(-6 + 2√13).
Таким образом, у нас есть два действительных корня:
x = √(-6 + 2√13) и
x = -√(-6 + 2√13).
Это и есть решение данного уравнения.