Рассмотрим уравнение:
[(x^2 - 1)(x^2 + 3) = (x^2 + 1)^2 + x]
Развернем обе стороны уравнения и упростим.
Начнем с левой стороны:
[
(x^2 - 1)(x^2 + 3)
]
Раскроем скобки, применяя распределительное свойство умножения:
[
(x^2 - 1)(x^2 + 3) = x^2 \cdot x^2 + x^2 \cdot 3 - 1 \cdot x^2 - 1 \cdot 3
]
[
= x^4 + 3x^2 - x^2 - 3
]
[
= x^4 + 2x^2 - 3
]
Теперь рассмотрим правую сторону уравнения:
[
(x^2 + 1)^2 + x
]
Сначала разложим квадрат бинома:
[
(x^2 + 1)^2 = (x^2 + 1)(x^2 + 1)
]
Раскроем скобки:
[
(x^2 + 1)(x^2 + 1) = x^2 \cdot x^2 + x^2 \cdot 1 + 1 \cdot x^2 + 1 \cdot 1
]
[
= x^4 + x^2 + x^2 + 1
]
[
= x^4 + 2x^2 + 1
]
Теперь добавим (x):
[
(x^4 + 2x^2 + 1) + x = x^4 + 2x^2 + 1 + x
]
Мы получили два выражения:
- Левая сторона: [x^4 + 2x^2 - 3]
- Правая сторона: [x^4 + 2x^2 + 1 + x]
Сравним их:
[
x^4 + 2x^2 - 3 = x^4 + 2x^2 + 1 + x
]
Для того чтобы уравнение было верным, приведем его к виду (0 = 0):
[
x^4 + 2x^2 - 3 - (x^4 + 2x^2 + 1 + x) = 0
]
Раскроем скобки и упростим:
[
x^4 + 2x^2 - 3 - x^4 - 2x^2 - 1 - x = 0
]
[
(x^4 - x^4) + (2x^2 - 2x^2) - 3 - 1 - x = 0
]
[
-4 - x = 0
]
Следовательно, (-4 - x = 0):
[
x = -4
]
Таким образом, уравнение имеет единственное решение (x = -4).