Чтобы решить уравнение ((2x + 3)^2 = (-x - 7)^2), начнем с раскрытия скобок с обеих сторон уравнения.
Для левой части уравнения:
[
(2x + 3)^2 = (2x + 3)(2x + 3) = 4x^2 + 6x + 6x + 9 = 4x^2 + 12x + 9
]
Для правой части уравнения:
[
(-x - 7)^2 = (-x - 7)(-x - 7) = x^2 + 7x + 7x + 49 = x^2 + 14x + 49
]
Теперь у нас есть новое уравнение:
[
4x^2 + 12x + 9 = x^2 + 14x + 49
]
Перенесем все члены из правой части уравнения в левую, чтобы собрать все на одной стороне:
[
4x^2 + 12x + 9 - x^2 - 14x - 49 = 0
]
Упростим это:
[
3x^2 - 2x - 40 = 0
]
Теперь нам нужно решить это квадратное уравнение. Мы можем использовать формулу квадратного уравнения:
[
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
]
Для нашего уравнения (a = 3), (b = -2), (c = -40). Подставим эти значения в формулу:
[
x = \frac{-(-2) \pm \sqrt{(-2)^2 - 4 \cdot 3 \cdot (-40)}}{2 \cdot 3}
]
Посчитаем дискриминант:
[
b^2 - 4ac = (-2)^2 - 4 \cdot 3 \cdot (-40) = 4 + 480 = 484
]
Теперь найдем корни:
[
x = \frac{2 \pm \sqrt{484}}{6}
]
Корень из 484 равен 22, поэтому:
[
x = \frac{2 \pm 22}{6}
]
Мы получаем два возможных решения:
- (x = \frac{2 + 22}{6} = \frac{24}{6} = 4)
- (x = \frac{2 - 22}{6} = \frac{-20}{6} = -\frac{10}{3})
Проверим оба решения, подставив их обратно в изначальное уравнение:
Для (x = 4):
[
(2 \cdot 4 + 3)^2 = (-4 - 7)^2 \rightarrow (8 + 3)^2 = (-11)^2 \rightarrow 11^2 = 121
]
[
(-11)^2 = 121
]
Обе стороны равны, значит, (x = 4) — это решение.
Для (x = -\frac{10}{3}):
[
\left(2 \cdot -\frac{10}{3} + 3\right)^2 = \left(-\left(-\frac{10}{3}\right) - 7\right)^2
]
Для левой части:
[
2 \cdot -\frac{10}{3} + 3 = -\frac{20}{3} + \frac{9}{3} = -\frac{11}{3}
]
[
\left(-\frac{11}{3}\right)^2 = \frac{121}{9}
]
Для правой части:
[
-\left(-\frac{10}{3}\right) - 7 = \frac{10}{3} - \frac{21}{3} = -\frac{11}{3}
]
[
\left(-\frac{11}{3}\right)^2 = \frac{121}{9}
]
Обе стороны равны, значит, (x = -\frac{10}{3}) — это тоже решение.
Таким образом, два решения уравнения: (x = 4) и (x = -\frac{10}{3}).