Давайте решим уравнение:
[
\frac{x+2}{x-1} + \frac{x}{x+1} = \frac{6}{x^2-1}.
]
Сначала заметим, что (x^2 - 1) можно разложить на множители:
[
x^2 - 1 = (x-1)(x+1).
]
Это разложение удобно, потому что оно совпадает с знаменателями дробей в левой части уравнения. Приведём все дроби к общему знаменателю ((x-1)(x+1)):
- Первая дробь:
[
\frac{x+2}{x-1} = \frac{(x+2)(x+1)}{(x-1)(x+1)}.
]
- Вторая дробь:
[
\frac{x}{x+1} = \frac{x(x-1)}{(x-1)(x+1)}.
]
Таким образом, наше уравнение становится:
[
\frac{(x+2)(x+1) + x(x-1)}{(x-1)(x+1)} = \frac{6}{(x-1)(x+1)}.
]
Поскольку знаменатели одинаковы, мы можем сравнить числители:
[
(x+2)(x+1) + x(x-1) = 6.
]
Раскроем скобки:
[
(x+2)(x+1) = x^2 + 3x + 2,
]
[
x(x-1) = x^2 - x.
]
Сложим:
[
x^2 + 3x + 2 + x^2 - x = 6.
]
Упростим:
[
2x^2 + 2x + 2 = 6.
]
Перенесём 6 влево:
[
2x^2 + 2x + 2 - 6 = 0,
]
[
2x^2 + 2x - 4 = 0.
]
Разделим всё уравнение на 2:
[
x^2 + x - 2 = 0.
]
Теперь найдём корни квадратного уравнения:
[
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a},
]
где (a = 1), (b = 1), и (c = -2). Подставим значения:
[
x = \frac{-1 \pm \sqrt{1^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-2)}}{2 \cdot 1},
]
[
x = \frac{-1 \pm \sqrt{1 + 8}}{2},
]
[
x = \frac{-1 \pm \sqrt{9}}{2},
]
[
x = \frac{-1 \pm 3}{2}.
]
Получаем два корня:
- (x = \frac{-1 + 3}{2} = 1),
- (x = \frac{-1 - 3}{2} = -2).
Однако, необходимо проверить, являются ли эти корни допустимыми для исходного уравнения. Подставляя (x = 1) или (x = -1), мы получаем нулевые знаменатели. Таким образом, корень (x = 1) не является допустимым, так как он приводит к делению на ноль в исходном уравнении.
Корень (x = -2) является допустимым, так как он не приводит к нулевому знаменателю:
Таким образом, единственный действительный корень уравнения:
[
x = -2.
]