Для решения уравнения (\sqrt{x^2 + x + 4} = 4), необходимо сначала избавиться от квадратного корня. Сделаем это, возведя обе части уравнения в квадрат:
[
(\sqrt{x^2 + x + 4})^2 = 4^2
]
Это упростит уравнение до:
[
x^2 + x + 4 = 16
]
Теперь нужно перенести все члены на одну сторону уравнения, чтобы получить стандартное квадратное уравнение:
[
x^2 + x + 4 - 16 = 0
]
Равенство преобразуется в:
[
x^2 + x - 12 = 0
]
Теперь перед нами стандартное квадратное уравнение вида (ax^2 + bx + c = 0), где (a = 1), (b = 1) и (c = -12). Для его решения можно использовать дискриминант, который вычисляется по формуле:
[
D = b^2 - 4ac
]
Подставим значения (a), (b) и (c) в эту формулу:
[
D = 1^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-12) = 1 + 48 = 49
]
Так как дискриминант (D) положителен и равен 49, у уравнения есть два действительных корня. Найдем их по формуле:
[
x = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a}
]
Подставим значения (a), (b) и (D):
[
x = \frac{-1 \pm \sqrt{49}}{2 \cdot 1} = \frac{-1 \pm 7}{2}
]
Теперь рассчитаем оба корня:
- Первый корень:
[
x_1 = \frac{-1 + 7}{2} = \frac{6}{2} = 3
]
- Второй корень:
[
x_2 = \frac{-1 - 7}{2} = \frac{-8}{2} = -4
]
Получаем два решения: (x_1 = 3) и (x_2 = -4).
Теперь проверим, подходят ли эти значения (x) для исходного уравнения (\sqrt{x^2 + x + 4} = 4):
- Для (x = 3):
[
\sqrt{3^2 + 3 + 4} = \sqrt{9 + 3 + 4} = \sqrt{16} = 4
]
Это решение подходит.
- Для (x = -4):
[
\sqrt{(-4)^2 + (-4) + 4} = \sqrt{16 - 4 + 4} = \sqrt{16} = 4
]
Это решение также подходит.
Итак, оба корня удовлетворяют исходному уравнению. Ответ: (x = 3) и (x = -4).