Домашние задания: Математика

Весьма интересное уравнение

Я не знаю, как это решать аналитически.
Вольфрам Альфа показывает два действительных корня:
x1 = 0; x2 = 1
И еще два комплексных корня, но вам они явно не нужны.
x3 примерно равно -4,29 - 3,32*i
x4 примерно равно -4,29 + 3,32*i
Julia А
89 261
Лучший ответ
Руся- Не-Помню Насчет комплексных корней - это Вольфрам или как там его - погорячился! Комплексные корни у иррационального уравнения - это нонсенс! Интересно, как он выбирал ветви? Чушь!
X=0
Сергей Притуленко Смотри по предыдущий вопрос, там как раз про гадание
Сергей Притуленко Смотри мой предыдущий вопрос, там как раз про гадание*
Татьяна Сынкова Зачем. Ответ правильный.
Правда прикольное уравнение. Хотя ответ x = 0 и x = 1 уже дан, пока не было обоснования, почему это все вещественные корни и нет других. Поэтому хотелось бы предложить такое обоснование, чтобы работала схема «угадай, а потом докажи, что догадка исчерпывающая».

Я обозначу квадратный корень за f(x), а единица минус корень пятой степени — за g(x), подробнее — первая картинка. Тогда уравнение имеет вид
f(x) = g(x)

Утверждение. Всюду на (0, 1) верно двойное неравенство (вторая картинка)
f(x) > x > g(x)

А тогда решениями на [0, 1] могут быть разве что x = 0 и x = 1.
Решений за пределами [0, 1] быть не может, потому что при x ≥ 1 функция g(x) возрастает, а f(x) — убывает (проверка через производную подкоренного выражения), поэтому если они и имеют пересечение, то лишь одно (в нашем случае — x = 1).

Теперь последняя тонкость — доказать утверждение о двойном неравенстве. Предлагаю два способа — через выпуклость и через школьную алгебру.

Способ 1. На [0, 1] функция f(x) строго вогнута (доказывается стандартным образом), а функция g(x) — строго выпукла (доказывается несколько сложнее). При этом у них есть общая хорда — отрезок прямой y = x при x от 0 до 1. Но график выпуклой функции всюду лежит не выше любой его хорды, а график вогнутой — наоборот. Что и требовалось доказать.

Способ 2. Неравенство f(x) > x на (0, 1) можно получить, сведя его к кубическому неравенству и убедившись с помощью производной, что у соответствующего уравнения только один вещественный корень — x = 1.
Неравенство x > g(x) на (0, 1) более сложное. Проще доказать оценку x² > g(x), потому что в этом неравенстве можно заменить x² = t, а затем сократить на (1 - t) и получить неравенство в виде (t все так же на (0, 1))
(1 - t)⁴ (1 + t) < 1
(1 - t)³ (1 - t²) < 1
А это неравенство очевидно верно при всех t из (0, 1). Отсюда и получается нужное утверждение.
Nusha Ионова вот прямо сразу из условия х=>0, затем из условия же 1-(корень пятой степени)=>0 из чего следует что (корень пятой степени)<=1. Дальше очевидно получаем:

0<=х<=1

Затем тупо проверяем 0 и 1 - корни ? отлично ! это и есть ответ!