Для решения уравнения ( x^4 = (x-20)^2 ) начнем с того, что раскроем квадрат в правой части:
[ x^4 = (x-20)^2 ]
[ x^4 = x^2 - 40x + 400 ]
Теперь давайте перенесем все члены уравнения в левую сторону:
[ x^4 - x^2 + 40x - 400 = 0 ]
Чтобы упростить уравнение, сделаем замену ( y = x^2 ). Тогда ( x^4 = y^2 ), и уравнение примет вид:
[ y^2 - y + 40x - 400 = 0 ]
Теперь у нас есть уравнение относительно ( y ) и ( x ). Но, поскольку ( y = x^2 ), мы можем попытаться выразить ( x ) через ( y ) и подставить обратно. Однако, для упрощения вернемся к начальной замене и составим квадратное уравнение относительно ( y ):
[ y^2 - y + 40x - 400 = 0 ]
Теперь подставим ( y = x^2 ):
[ x^4 - x^2 + 40x - 400 = 0 ]
Разделим все члены уравнения на ( x^2 ) (при условии, что ( x \neq 0 )):
[ x^2 - 1 + \frac{40}{x} - \frac{400}{x^2} = 0 ]
Это уравнение сложно решить в общем виде, поэтому вернемся к более простому подходу. Мы попробуем искать корни уравнения через факторизацию:
[ x^4 - x^2 + 40x - 400 = 0 ]
Сделаем замену обратно ( y = x^2 ):
[ y^2 - y + 40x - 400 = 0 ]
Выразим ( x ) через ( y ):
[ x = \frac{y - 400}{40} ]
Теперь подставим ( y = x^2 ):
[ x^2 = \left(\frac{x^2 - 400}{40}\right)^2 ]
Это уравнение тоже сложно решить напрямую, поэтому перепроверим начальные шаги. На самом деле, лучше всего вернуться к исходному уравнению:
[ x^4 = (x-20)^2 ]
[ x^4 = x^2 - 40x + 400 ]
[ x^4 - x^2 + 40x - 400 = 0 ]
Теперь факторизуем:
[ (x^2 - 16x + 64)(x^2 + 16x + 6.25) = 0 ]
Решим каждый множитель отдельно, получим:
[ x^2 - 16x + 64 = 0 ]
[ (x-8)^2 = 0 ]
[ x = 8 ]
[ x^2 + 16x + 6.25 = 0 ]
[ (x + 8)^2 = 0 ]
[ x = -8 ]
Таким образом, корни уравнения ( x = 8 ) и ( x = -8 ).