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Algebra · real student question

解方程 (x² − 5x)·√(4 + 3x − x²) = 0,并求它的解之和。

Question

解方程 (x2−5x)4+3x−x2=0\left(x^{2}-5x\right)\sqrt{4+3x-x^{2}}=0 并求出它的解之和。

Step-by-step solution

  1. 动手解之前先求定义域。 根号内必须非负:4+3x−x2≥04+3x-x^{2}\ge 0,即 x2−3x−4≤0x^{2}-3x-4\le 0,即 (x−4)(x+1)≤0(x-4)(x+1)\le 0,所以 x∈[−1,4].x\in[-1,4]. 落在这个区间之外的候选值都不是原方程的解,无论后面的代数运算算出什么。

  2. 使用零乘积法则。 乘积为零当且仅当某个因式为零,所以要么 x2−5x=0x^{2}-5x=0,要么 4+3x−x2=0\sqrt{4+3x-x^{2}}=0。

  3. 解多项式因式,再用定义域筛。 x2−5x=x(x−5)=0x^{2}-5x=x(x-5)=0 给出 x=0x=0 或 x=5x=5。由于 5∉[−1,4]5\notin[-1,4],只有 x=0x=0 留下;在 x=5x=5 处根号内会是 4+15−25=−6<04+15-25=-6<0。

  4. 解根式因式。 平方根为零当且仅当被开方式为零:4+3x−x2=04+3x-x^{2}=0,即 x2−3x−4=0x^{2}-3x-4=0,即 (x−4)(x+1)=0(x-4)(x+1)=0,得 x=4x=4 与 x=−1x=-1。这两个恰好是定义域的两个端点,因此都可以取到。

  5. 汇总并求和。 解集是 {−1,0,4}\{-1,0,4\},所求的和为 −1+0+4=3-1+0+4=3。把每个值代回原式,分别得到 6⋅06\cdot\sqrt{0}、0⋅20\cdot 2 和 −4⋅0-4\cdot 0,全都为零,所以三个解都是真解。

Answer

x∈{−1, 0, 4},和=3x\in\{-1,\,0,\,4\},\qquad \text{和}=3

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