Как правило, одно и тоже уравнение можно решить несколькими способами.
Для уравнений приведённых ниже, рациональным вариантом решения является метод оценки значений её левой и правой части.
Пример 1. Решить уравнение
Решение.
Так как при
, то областью
допустимых значений переменной уравнения
является любое число.
Пусть
В силу ограниченности косинуса
поэтому
Равенство
возможно, если значения функций равны по единице.
Решим уравнение (2).
или
является
корнем уравнения (1).
При
Ответ: 0.
Пример 2. Решить уравнение
(1)
Решение. Уравнение (1) заменим равносильным
, (2)
=
При
Так как при
всех
, то к левой части уравнения
(2) применим неравенство Коши:
Откуда
Получили, что левая часть уравнения (2) не меньше четырёх, а правая не больше четырёх.
Равенство достигается, если
Решим уравнение (4).
При уравнение
(3) обращается в верное равенство
Ответ: 2.
Пример 3. Решить уравнение
(1)
Решение. Допустимые значения определяются системой
неравенств.
откуда
Так как и
- функции
возрастающие и
, то
,
- функция
убывающая
и
при
, то
Решениями уравнения (1) будут являться значения
переменной , при
которых каждое слагаемое уравнения (1) равно нулю,
при этом
где
Решим уравнение (2).
При уравнения
(3) и (4) обращаются в верные равенства.
Следовательно,
единственный корень уравнения (1).
Ответ: 0.
Пример 4. Решить уравнение
(1)
Решение. ,
- функция
возрастающая, значит,
, т.е.
при
.
,
,
, при
.
Значит, уравнение (1) будет иметь корни только в том случае, если
Решением уравнения (2) является ,
. (4)
Запишем решение уравнения (3):
,
,
,
,
,
Должно выполняться равенство
поэтому
,
Число
будет целым, если
,
.
Тогда решением уравнения (1) является
,
.
Ответ: ,
.
Пример 5. Решить уравнение
. (1)
Решение. Левая часть уравнения (1) не превосходит четырёх, так как
, а правая не
меньше четырёх. Отсюда следует, что уравнение (1)
может иметь решения только при одновременном
выполнении условий:
, (2)
(3)
Если справедливо равенство (2), то
,
,
.
, (4)
,
. (5)
Из (4) и (5) следует, что равенство (3) верно только
тогда, когда ,
т.е. когда число делится на 3 без остатка.
Числа вида
делятся на 3 при
,
,
, ...т.е. при
,
, следовательно,
,
.
Ответ: ,
.
Пример 6. Решить уравнение
. (1)
Решение. Запишем уравнение (1) в виде
. (2)
Так как , а
,
то уравнение (2), а значит, и уравнение (1) имеют решения тогда и только тогда, когда
Решением уравнения (3) являются числа ,
, а уравнения (4)
,
.
Решением системы будут являться числа ,
.
Ответ: ,
.
Пример 7. Решить уравнение
. (1)
Решение. Оценим левую часть уравнения (1).
.
Если , то
(
- функция возрастающая).
Оценим правую часть уравнения (1):
.
Уравнение (1) имеет решение тогда и только тогда, когда
Решением уравнения (3)
является
.
При уравнение
(2) примет вид
,
(верно).
Следовательно,
является корнем уравнения (1).
Ответ: 1.
Пример 8. Найти все пары чисел , удовлетворяющие условию
. (1)
Решение. Уравнение (1) равносильно уравнению (2).
. (2)
Преобразуем обе части уравнения (2).
. (3)
При выражение
(3) принимает своё наименьшее значение, равное
восьми.
При
,
, выражение (4) принимает своё
наибольшее значение, равное восьми.
Следовательно, уравнение (2), значит, и (1) будут
иметь решения, если обе части уравнения (2)
принимают значения, равные восьми.
При ,
,
.
При ,
,
.
Ответ: (2; );
(-2; 2+
),
.
Пример 9. Решить уравнение
(1)
Решение. ,
. Равенство (1)
выполняется, если выполняются условия
При
,
,
.
При уравнение
(3) обращается в верное равенство.
При
(4)
Уравнение (4), значит и (1) корней не имеет, т.к.
Ответ: При
,
, при
уравнение корней не имеет.