1. Να λυθεί η εξίσωση
$\sqrt[3]{20χ+ \sqrt[3]{20χ+13}}=13$
Stanford Math Tournament
2. Να βρεθεί το άθροισμα των ριζών της εξίσωσης
$\dfrac{4χ^2+15χ+17}{χ^2+4χ+12}= \dfrac{5χ^2+16χ+18}{2χ^2+4χ+13}$
Algebra, Geometry, International Mathematical Olympiads, Recreational Mathematics, Math contests, Puzzles, Brainteasers, Number Theory, Combinatorics, Logic, Paradox
1. Θέτω (20x +13)^(1/3) = u, (με περιορισμούς u>0 και 20x+13 > 0) ισοδύναμα
ΑπάντησηΔιαγραφή20x+13= u^3
H εξίσωση γίνεται (20x +u)(1/3)=13 (με περιορισμό 20x+u >0) ισοδύναμα
20x +u =13^3.
Συνεπώς έχουμε το σύστημα
20x +u =13^3
20x+13=u^3
Tο σύστημα ανάγεται στην επίλυση της εξίσωσης
u^3 +u-13-13^3=0 στο R.
H προφανής λύση είναι u=13, θα αποδείξουμε ότι και η μοναδική πραγματική λύση.
Θεωρούμε την συνάρτηση h(u)= u^3 +u-13-13^3, με u ανήκει στο R.
Η συνάρτηση είναι παραγωγίσιμη στο R και
h'(u)= 3u^2 +1>0 για κάθε u.
Αρα η h είναι γνησίως αύξουσα στο R και 1-1.
Συνεπώς η εξίσωση h(u)=0 έχει μοναδική πραγματική ρίζα την u=13.
Αντικαθιστώντας την u=13 στη μια εκ των δυο εξισώσεων του συστήματος έχουμε
20x+13=13^3 ισοδύναμα
x= (13^3-13)/20 = (13*14*12)/20=(13*14*3)/5= 546/5 και οι παραπάνω περιορισμοί ισχύουν.