Algebra · real student question

解方程式 (x 平方加 4x 減 12) 乘 (x 加 5) 的平方根等於零,並求其根之和。

Question

解方程式

(x2+4x12)x+5=0(x^2+4x-12)\cdot\sqrt{x+5}=0

並寫出其根之和。

Step-by-step solution

  1. 定義域要先找,不能最後才找。 平方根只有在根號內非負時才有定義,所以在解任何東西之前先寫下:

    x+50x5x+5\ge 0 \quad\Longrightarrow\quad x\ge -5

    先做這一步,才不會讓增根偷偷混進最後的總和裡。

  2. 利用「乘積為零」的性質。 乘積為零,恰好代表其中某個因式為零,所以要分別解 x2+4x12=0x^2+4x-12=0 x+5=0\sqrt{x+5}=0。初學者常忘掉第二個分支,因為「根號等於零」看起來不太像一條要解的方程式。

  3. 解二次式那個因式。

    x2+4x12=(x+6)(x2)=0x=6  或  x=2x^2+4x-12=(x+6)(x-2)=0 \quad\Longrightarrow\quad x=-6 \ \text{ 或 } \ x=2

    x=6x=-6 不滿足定義域 x5x\ge-5,必須捨去。只有 x=2x=2 留下來。

  4. 解根號那個因式。

    x+5=0x+5=0x=5\sqrt{x+5}=0 \quad\Longrightarrow\quad x+5=0 \quad\Longrightarrow\quad x=-5

    這個值剛好落在定義域的邊界上,所以完全合法:在 x=5x=-5 時根號有定義且等於 00

  5. 收集兩根並相加。 解集合為 {5, 2}\{-5,\ 2\},所以

    5+2=3-5+2=-3

  6. 把兩根都代回原方程式驗算。x=2x=2(4+812)7=07=0(4+8-12)\sqrt{7}=0\cdot\sqrt7=0。在 x=5x=-5(252012)0=(7)(0)=0(25-20-12)\sqrt{0}=(-7)(0)=0。兩者都得 00;至於 x=6x=-6 根本沒辦法驗算,因為 1\sqrt{-1} 在實數範圍內沒有定義。

Answer

x=5, x=2;兩根之和=3x=-5,\ x=2;\quad \text{兩根之和}=-3

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