Для решения данного уравнения начнем с его анализа:
Уравнение:
[
\frac{1}{5-x} + \frac{90}{25-x^2} = \frac{4-x}{5+x}
]
Первое, что следует заметить, это то, что (25-x^2) можно представить как разность квадратов:
[
25-x^2 = (5-x)(5+x)
]
Это позволяет упростить второй член уравнения:
[
\frac{90}{25-x^2} = \frac{90}{(5-x)(5+x)}
]
Теперь уравнение принимает вид:
[
\frac{1}{5-x} + \frac{90}{(5-x)(5+x)} = \frac{4-x}{5+x}
]
Для удобства решения приведем все члены уравнения к общему знаменателю, которым является ((5-x)(5+x)):
Левая часть уравнения:
[
\frac{1}{5-x} = \frac{5+x}{(5-x)(5+x)}
]
Теперь левая часть уравнения:
[
\frac{5+x}{(5-x)(5+x)} + \frac{90}{(5-x)(5+x)}
]
Объединяем дроби в левой части:
[
\frac{5+x+90}{(5-x)(5+x)} = \frac{95+x}{(5-x)(5+x)}
]
Теперь уравнение имеет вид:
[
\frac{95+x}{(5-x)(5+x)} = \frac{4-x}{5+x}
]
Умножим обе части уравнения на ((5-x)(5+x)) для избавления от знаменателей:
[
95+x = (4-x)(5-x)
]
Раскроем скобки в правой части:
[
95+x = 20 - 4x - 5x + x^2
]
Упрощаем правую часть:
[
95+x = x^2 - 9x + 20
]
Переносим все члены в одну часть уравнения:
[
x^2 - 9x + 20 - x - 95 = 0
]
[
x^2 - 10x - 75 = 0
]
Теперь мы имеем квадратное уравнение, которое можно решить с помощью дискриминанта или, если возможно, разложив на множители. Найдем дискриминант:
[
D = (-10)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-75) = 100 + 300 = 400
]
Так как дискриминант положительный, у уравнения два корня:
[
x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{10 \pm \sqrt{400}}{2}
]
[
x_{1,2} = \frac{10 \pm 20}{2}
]
Получаем корни:
[
x_1 = \frac{30}{2} = 15
]
[
x_2 = \frac{-10}{2} = -5
]
Однако стоит проверить, не обращают ли найденные значения знаменатели в ноль:
(x = 15):
- (5-x = 5-15 = -10 \neq 0)
- (5+x = 5+15 = 20 \neq 0)
(x = -5):
- (5-x = 5-(-5) = 10 \neq 0)
- (5+x = 5+(-5) = 0)
Таким образом, (x = -5) приводит к нулю в знаменателе в правой части уравнения, что недопустимо.
Следовательно, единственным решением уравнения является (x = 15).