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Algebra · real student question

解这个含嵌套绝对值的方程:(x 的绝对值减 4)的绝对值等于 5。

Question

求解

∣∣x∣−4∣=5.\bigl||x|-4\bigr|=5.

Step-by-step solution

  1. 先剥外层的绝对值。 对任何表达式 AA,∣A∣=5|A|=5 就意味着 A=5A=5 或 A=−5A=-5。眼下先把 A=∣x∣−4A=|x|-4 当成一个整体:

    ∣x∣−4=5或∣x∣−4=−5.|x|-4=5\qquad\text{或}\qquad |x|-4=-5.

    由内往外拆而不是由外往内拆,正是嵌套绝对值让人绕晕的原因。

  2. 解第一支。

    ∣x∣−4=5 ⟹ ∣x∣=9 ⟹ x=9 或 x=−9.|x|-4=5\ \Longrightarrow\ |x|=9\ \Longrightarrow\ x=9\ \text{或}\ x=-9.

  3. 解第二支。

    ∣x∣−4=−5 ⟹ ∣x∣=−1.|x|-4=-5\ \Longrightarrow\ |x|=-1.

    绝对值表示到原点的距离,永远不可能为负,所以这一支没有任何解。早点认出一条死支,就省下了再往下拆一层的功夫。

  4. 把留下来的解收拢。

    x=9或x=−9.x=9\quad\text{或}\quad x=-9.

  5. 把两个解都代回原方程验证。 当 x=9x=9:∣∣9∣−4∣=∣9−4∣=∣5∣=5\bigl||9|-4\bigr|=|9-4|=|5|=5 ✓。当 x=−9x=-9:∣∣−9∣−4∣=∣9−4∣=5\bigl||-9|-4\bigr|=|9-4|=5 ✓。两个都对,所以解集是 {−9,9}\{-9,9\}。

Answer

x=9 或 x=−9x=9\ \text{或}\ x=-9

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