Azért jó az értelmezési tartománnyal foglalkozni az ilyen feladatokban, mert - egyrészt jó gyakorlás, másrészt - az közvetlenül megindokolja nekünk, hogy melyik kapott megoldás elégíti ki az eredeti egyenletet és melyik nem. Az értelmezési tartományt olyan dolgok szűkíthetik, mint például hogy a nevező nem lehet nulla, a gyök alatti kifejezés nem lehet negatív, illetve a gyökös kifejezés egy oldalra rendezése után a másik oldal sem lehet negatív, hiszen maga a gyökös kifejezés sem lehet az. Tehát tudjuk, hogy
`x^2-1 > 0`
`x^2 > 1 " /" sqrt`
`abs x > 1 => x in (-oo, -1) uu (1, oo)`
Illetve majd amikor lejjebb egy oldalra rendezem a gyökös kifejezést, abból láthatjuk, hogy mi marad az egyenlet másik oldalán, ami nem lehet negatív. Vagyis
`(12x)/(35-12x) >= 0`
Egy tört akkor nagyobb, mint 0, ha a számlálója és nevezője vagy nagyobb, vagy kisebb, mint 0. Nulla pedig akkor lehet, ha a számláló nulla, de a nevező nem nulla. Tehát:
`I.`
`{(12x >= 0, => x >= 0), (35-12x > 0, => x < 35/12):}`
`=> 0 <= x < 35/12 => x in [0, 35/12)`
`II.`
`{(12x <= 0, => x <= 0), (35-12x < 0, => x > 35/12):}`
`=> 35/12 < x <= 0 => x in O/`
Ezeket összegezve pedig azt kapjuk, hogy az értelmezési tartomány a következő:
`D = (1, 35/12) = (1; "2,91"dot 6)`
(Ezzel zárom majd ki a megoldások felét később!)
Most, hogy ez megvolt lássunk neki a feladatnak!
`(x)/sqrt(x^2-1) = 35/12-x` `" /" *12 sqrt(x^2-1)`
`12x = (35-12x)*sqrt(x^2-1)` `" /" :(35-12x)`
`(12x)/(35-12x) = sqrt(x^2-1)` `" /" ()^2`
`((12x)/(35-12x))^2 = x^2-1`
`(144x^2)/(35-12x)^2 = x^2-1` `" /" *(35-12x)^2`
`144x^2 = (x^2-1)(35-12x)^2`
`144x^2 = (x^2-1)(1225-840x+144x^2)`
`144x^2 = 1225x^2-840x^3+144x^4 - 1225+840x-144x^2`
`144x^4 - 840x^3 + 937x^2 + 840x - 1225 = 0`
Már eddig eljutni is elég szopás volt... Ami most jön csak még inkább az lesz! Tudjuk, hogy `144x^4=(12x^2)^2`, illetve hogy `1225 = 35^2`, de mivel 35 az `5*7`, ezért `35^2 = (5*7)^2 = 5^2*7^2 = 25*49`. Tehát valami ilyenre jó lenne szétbontani a fentit:
`(12x^2 + Ax + 25)*(12x^2 + Bx - 49)`
`144x^4 + 12Bx^3 - 12*49x^2 + 12Ax^3 + ABx^2 - 49Ax + 12*25x^2 + 25Bx - 1225`
`144x^4 + (12B+12A)x^3 + (-12*49+AB+12*25)x^2 + (-49A+25B)x - 1225`
Ezt a mi egyenletünkkel összevetve a következőt kapjuk:
`{("I.", 12A+12B = -840),("II.", AB+12(25-49) = 937),("III.", 25B-49A = 840):}`
A II.-on dolgozhatunk egy kicsit:
`AB-12*24 = 937`
`AB = 1225`
Illetve adja magát, hogy `-"III." = "I."`, tehát:
`12A+12B = 49A - 25B` `" /" -12A+25B`
`37A = 37B`
`A = B`
Ezt visszahelyettesítve az elsőbe megkapjuk, hogy
`A = B = -35`
Vagyis a szorzatunk nem más, mint:
`(12x^2 - 35x + 25)*(12x^2 - 35x - 49) = 0`
Innentől pedig már jelentősen könnyebb a dolgunk:
`I.`
`12x^2 - 35x + 25 = 0`
`x_1 = 5/4 = "1,25";` `x_2 = 5/3 = "1,6"dot 6`
`II.`
`12x^2 - 35x - 49 = 0`
`x_3 = (35 + 7 sqrt(73))/24 ~~ "3,95";` `x_4 = (35 - 7 sqrt(73))/24 ~~ "-1,03"`
Ezek közül `x_1 in D` és `x_2 in D`, vagyis megoldásai az eredeti egyenletnek. Viszont `x_3 notin D` és `x_4 notin D`, vagyis ezek nem megoldások.
Jó kis feladat volt!
Határozottan nem középiskolai, max emelt matekon lehet ilyen, de azért érdekes volt!