Algebra · real student question

求方程 (x + 4)² + 17(x + 4) + 72 = 0 的实数解。

Question

求下列方程的实数解:

(x+4)2+17(x+4)+72=0(x+4)^2 + 17(x+4) + 72 = 0

Step-by-step solution

  1. 要盯住重复出现的那个整体,而不是展开后的次数。 x+4x+4 先以平方出现、再以一次方出现,除此之外没有别的地方含 xx。这正是「可化为二次」方程的标志:展开成 x2+25x+156=0x^2 + 25x + 156 = 0 当然也能做,但那样就把使分解变容易的结构给丢掉了。

  2. u=x+4u = x + 4 换元。 把重复出现的整体换掉,方程就变成了一个普通的一元二次方程:

    u2+17u+72=0u^2 + 17u + 72 = 0

  3. 对关于 uu 的二次式分解因式。 找两个数,使它们的积是 7272、和是 1717。由于 89=728 \cdot 9 = 728+9=178 + 9 = 17

    (u+8)(u+9)=0u=8  或  u=9(u+8)(u+9) = 0 \quad\Longrightarrow\quad u = -8 \ \text{ 或 } \ u = -9

    判别式 1724(72)=1>017^2 - 4(72) = 1 > 0,也印证了确实有两个不相等的实根。

  4. 把换元换回去——这一步最容易被跳过。 题目要的是 xx 而不是 uu,所以要把 u=x+4u = x+4 代回去:

    x+4=8  x=12,x+4=9  x=13x + 4 = -8 \ \Rightarrow \ x = -12, \qquad x + 4 = -9 \ \Rightarrow \ x = -13

  5. 把两个值代回原方程检验。x=12x=-12(8)2+17(8)+72=64136+72=0(-8)^2 + 17(-8) + 72 = 64 - 136 + 72 = 0;当 x=13x=-13(9)2+17(9)+72=81153+72=0(-9)^2 + 17(-9) + 72 = 81 - 153 + 72 = 0。由于这次换元只是一个平移(两边既没有平方也没有开方),所以不可能产生增根。

Answer

x=12x=13x = -12 \quad \text{或} \quad x = -13

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