от nikola.topalov » 03 Май 2022, 17:08
Горното решение ми даде идея. Ще започна все пак с това, че уравнението е дефинирано в множеството $$D=\{x\in\mathbb{R}|-2\leq x\leq 2\}$$ Очевидно $x=\pm 1$ не са решения, затова спокойно можем да разделим и двете страни на [tex]x^2-1[/tex], като по този начин получаваме уравнението $$x\sqrt{4-x^2}=\dfrac{x^4-2x^2+2}{x^2-1}$$ Да си означим $$f(x):=x\sqrt{4-x^2}$$ Първата производна $$f'(x)=\dfrac{4-2x^2}{\sqrt{4-x^2}}$$ се анулира в точките [tex]x=\pm\sqrt{2}\in D[/tex]. Имаме, че [tex]f(x)[/tex] е растяща в [tex](-\sqrt{2},\sqrt{2})[/tex] и е намаляваща в [tex](-2,-\sqrt{2})\cup(\sqrt{2},2)[/tex]. Оттук намираме $$\min\limits_{x\in D}f(x)=\min\{f(-\sqrt{2}),f(2)\}=f(-\sqrt{2})=-2$$ и съответно $$\max\limits_{x\in D}f(x)=\max\{f(-2),f(\sqrt{2})\}=f(\sqrt{2})=2$$ Нека сега $$g(x):=\dfrac{x^4-2x^2+2}{x^2-1}=\dfrac{1}{x^2-1}+x^2-1$$ От това преобразуване на функцията се вижда, че $g(x)\in(-\infty,-2]\cup[2,+\infty)$. От друга страна вече сме доказали, че [tex]f(x)\in[-2,2][/tex] и следователно ако съществуват решения на уравнението $f(x)=g(x)$,то те трябва да изпълняват $$f(x)=g(x)=2\cup f(x)=g(x)=-2$$ От първото уравнение си имаме намерен [tex]x=\sqrt{2}[/tex], а второто уравнение няма решения. Окончателно [tex]x=\sqrt{2}[/tex] е единствения реален корен на уравнението.
Затворник във ФМИ