1.6 Przypomnienie i uzupełnienie informacji o równaniach
Kartkówka
Grupa A
Zadanie 1 (3 pkt)
Zadanie 1. Dziedziną równania jest zbiór \(\mathbb{R}\). Sprawdź, czy podane obok liczby spełniają dane równanie:
a) \(3 - x^2 = 4x + 3 \quad \quad -4, \, -1, \, 0\)
b) \(16 + x^3 = 2 - 3x \quad \quad -2, \, 0, \, 1\)
c) \(\dfrac{x^2 - 4}{x^2 + 3} = 0 \quad \quad -2, \, 0, \, 2\)
d) \(\sqrt{\dfrac{x^4 + 2}{18}} = 0{,}5x \quad \quad -2, \, 0, \, 2\)
- a) Liczby \(-4\) oraz \(0\) spełniają równanie, liczba \(-1\) nie spełnia.
- b) Liczba \(-2\) spełnia równanie, liczby \(0\) oraz \(1\) nie spełniają.
- c) Liczby \(-2\) oraz \(2\) spełniają równanie, liczba \(0\) nie spełnia.
- d) Liczba \(2\) spełnia równanie, liczby \(-2\) oraz \(0\) nie spełniają.
Wskazówki:
- Aby sprawdzić, czy dana liczba spełnia równanie, podstawiamy ją w miejsce zmiennej \(x\) osobno do lewej strony (\(L\)) i osobno do prawej strony (\(P\)) równania.
- Jeśli po wykonaniu obliczeń otrzymamy prawdziwą równość \(L = P\), to liczba spełnia równanie. W przeciwnym razie (\(L \neq P\)) liczba nie spełnia równania.
- Pamiętaj o prawidłowej kolejności wykonywania działań (najpierw potęgowanie i pierwiastkowanie, potem mnożenie i dzielenie, a na końcu dodawanie i odejmowanie).
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Sprawdzanie liczb dla podpunktu a):
Podstawiamy kolejno liczby do lewej (\(L\)) i prawej (\(P\)) strony równania \(3 - x^2 = 4x + 3\):
• Dla \(x = -4\): $$ \begin{aligned} L &= 3 - (-4)^2 = 3 - 16 = -13 \\ P &= 4 \cdot (-4) + 3 = -16 + 3 = -13 \end{aligned} $$ Ponieważ \(L = P = -13\), liczba \(-4\) spełnia równanie.
• Dla \(x = -1\): $$ \begin{aligned} L &= 3 - (-1)^2 = 3 - 1 = 2 \\ P &= 4 \cdot (-1) + 3 = -4 + 3 = -1 \end{aligned} $$ Ponieważ \(L \neq P\) (\(2 \neq -1\)), liczba \(-1\) nie spełnia równania.
• Dla \(x = 0\): $$ \begin{aligned} L &= 3 - 0^2 = 3 - 0 = 3 \\ P &= 4 \cdot 0 + 3 = 0 + 3 = 3 \end{aligned} $$ Ponieważ \(L = P = 3\), liczba \(0\) spełnia równanie. -
Sprawdzanie liczb dla podpunktu b):
Podstawiamy liczby do lewej i prawej strony równania \(16 + x^3 = 2 - 3x\):
• Dla \(x = -2\): $$ \begin{aligned} L &= 16 + (-2)^3 = 16 + (-8) = 8 \\ P &= 2 - 3 \cdot (-2) = 2 + 6 = 8 \end{aligned} $$ Ponieważ \(L = P = 8\), liczba \(-2\) spełnia równanie.
• Dla \(x = 0\): $$ \begin{aligned} L &= 16 + 0^3 = 16 + 0 = 16 \\ P &= 2 - 3 \cdot 0 = 2 - 0 = 2 \end{aligned} $$ Ponieważ \(L \neq P\) (\(16 \neq 2\)), liczba \(0\) nie spełnia równania.
• Dla \(x = 1\): $$ \begin{aligned} L &= 16 + 1^3 = 16 + 1 = 17 \\ P &= 2 - 3 \cdot 1 = 2 - 3 = -1 \end{aligned} $$ Ponieważ \(L \neq P\) (\(17 \neq -1\)), liczba \(1\) nie spełnia równania. -
Sprawdzanie liczb dla podpunktu c):
Podstawiamy liczby do lewej strony ułamka \(\dfrac{x^2 - 4}{x^2 + 3} = 0\) (prawa strona to stała wartośc \(P = 0\)):
• Dla \(x = -2\): $$ L = \frac{(-2)^2 - 4}{(-2)^2 + 3} = \frac{4 - 4}{4 + 3} = \frac{0}{7} = 0 $$ Ponieważ \(L = P = 0\), liczba \(-2\) spełnia równanie.
• Dla \(x = 0\): $$ L = \frac{0^2 - 4}{0^2 + 3} = \frac{0 - 4}{0 + 3} = -\frac{4}{3} $$ Ponieważ \(L \neq P\) (\(-\frac{4}{3} \neq 0\)), liczba \(0\) nie spełnia równania.
• Dla \(x = 2\): $$ L = \frac{2^2 - 4}{2^2 + 3} = \frac{4 - 4}{4 + 3} = \frac{0}{7} = 0 $$ Ponieważ \(L = P = 0\), liczba \(2\) spełnia równanie. -
Sprawdzanie liczb dla podpunktu d):
Podstawiamy liczby do równania z pierwiastkiem \(\sqrt{\dfrac{x^4 + 2}{18}} = 0{,}5x\):
• Dla \(x = -2\): $$ \begin{aligned} L &= \sqrt{\frac{(-2)^4 + 2}{18}} = \sqrt{\frac{16 + 2}{18}} = \sqrt{\frac{18}{18}} = \sqrt{1} = 1 \\ P &= 0{,}5 \cdot (-2) = -1 \end{aligned} $$ Ponieważ \(L \neq P\) (\(1 \neq -1\)), liczba \(-2\) nie spełnia równania.
• Dla \(x = 0\): $$ \begin{aligned} L &= \sqrt{\frac{0^4 + 2}{18}} = \sqrt{\frac{2}{18}} = \sqrt{\frac{1}{9}} = \frac{1}{3} \\ P &= 0{,}5 \cdot 0 = 0 \end{aligned} $$ Ponieważ \(L \neq P\) (\(\frac{1}{3} \neq 0\)), liczba \(0\) nie spełnia równania.
• Dla \(x = 2\): $$ \begin{aligned} L &= \sqrt{\frac{2^4 + 2}{18}} = \sqrt{\frac{16 + 2}{18}} = \sqrt{\frac{18}{18}} = \sqrt{1} = 1 \\ P &= 0{,}5 \cdot 2 = 1 \end{aligned} $$ Ponieważ \(L = P = 1\), liczba \(2\) spełnia równanie.
Odpowiedź:
a) Równanie spełniają liczby \(-4\) oraz \(0\);
b) Równanie spełnia liczba \(-2\);
c) Równanie spełniają liczby \(-2\) oraz \(2\);
d) Równanie spełnia liczba \(2\).
a) Równanie spełniają liczby \(-4\) oraz \(0\);
b) Równanie spełnia liczba \(-2\);
c) Równanie spełniają liczby \(-2\) oraz \(2\);
d) Równanie spełnia liczba \(2\).
Zadanie 2 (3 pkt)
Dziedziną równania jest zbiór \(\mathbb{R}\). Wyznacz zbiór rozwiązań tego równania:
a) \(3x = 7x\)
b) \(6(x - 2) = 0\)
c) \((x - 5)^2 = 0\)
d) \(x^2 = -25\)
e) \((x + 4)(x + 4) = 0\)
f) \(x^2 + 9 = 0\)
g) \((x + 7)^2 = 0\)
h) \(x^2 = 5\)
i) \(x^2 = 0{,}09\)
a) \(3x = 7x\)
b) \(6(x - 2) = 0\)
c) \((x - 5)^2 = 0\)
d) \(x^2 = -25\)
e) \((x + 4)(x + 4) = 0\)
f) \(x^2 + 9 = 0\)
g) \((x + 7)^2 = 0\)
h) \(x^2 = 5\)
i) \(x^2 = 0{,}09\)
a) \(x \in \{0\}\)
b) \(x \in \{2\}\)
c) \(x \in \{5\}\)
d) \(x \in \emptyset\)
e) \(x \in \{-4\}\)
f) \(x \in \emptyset\)
g) \(x \in \{-7\}\)
h) \(x \in \{-\sqrt{5}, \sqrt{5}\}\)
i) \(x \in \{-0{,}3; 0{,}3\}\)
b) \(x \in \{2\}\)
c) \(x \in \{5\}\)
d) \(x \in \emptyset\)
e) \(x \in \{-4\}\)
f) \(x \in \emptyset\)
g) \(x \in \{-7\}\)
h) \(x \in \{-\sqrt{5}, \sqrt{5}\}\)
i) \(x \in \{-0{,}3; 0{,}3\}\)
Wskazówki:
- Przenosząc wyrażenia z niewiadomą na jedną stronę, porządkujemy równanie liniowe.
- Kwadrat dowolnej liczby rzeczywistej jest zawsze nieujemny (\(x^2 \ge 0\)), stąd równanie postaci \(x^2 = -a\) (dla \(a > 0\)) jest sprzeczne i nie posiada rozwiązań.
- Równanie postaci \(x^2 = a\) dla \(a > 0\) posiada dwa rozwiązania przeciwnych znaków: \(x = \sqrt{a}\) oraz \(x = -\sqrt{a}\).
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Podpunkt a) Rozwiązujemy równanie \(3x = 7x\):
Przenosimy wszystkie wyrażenia zawierające niewiadomą na lewą stronę równania: $$ \begin{aligned} 3x - 7x &= 0 \\ -4x &= 0 \quad / : (-4) \\ x &= 0 \end{aligned} $$ Zbiór rozwiązań: \(x \in \{0\}\). -
Podpunkt b) Rozwiązujemy równanie \(6(x - 2) = 0\):
Dzielimy obie strony równania przez 6 (lub przyrównujemy czynnik w nawiasie do zera): $$ \begin{aligned} x - 2 &= 0 \\ x &= 2 \end{aligned} $$ Zbiór rozwiązań: \(x \in \{2\}\). -
Podpunkt c) Rozwiązujemy równanie \((x - 5)^2 = 0\):
Kwadrat dowolnego wyrażenia jest równy zero tylko wtedy, gdy podstawa tego wyrażenia równa się zero: $$ \begin{aligned} x - 5 &= 0 \\ x &= 5 \end{aligned} $$ Zbiór rozwiązań: \(x \in \{5\}\). -
Podpunkt d) Rozwiązujemy równanie \(x^2 = -25\):
Ponieważ kwadrat dowolnej liczby rzeczywistej spełnia warunek \(x^2 \ge 0\), potęga druga nie może przyjmować wartości ujemnej \(-25\). Równanie nie posiada rozwiązań w zbiorze liczb rzeczywistych.
Zbiór rozwiązań: \(x \in \emptyset\). -
Podpunkt e) Rozwiązujemy równanie \((x + 4)(x + 4) = 0\):
Iloczyn jest równy zero, gdy co najmniej jeden z jego czynników jest równy zero. Ponieważ oba czynniki są identyczne, wystarczy przyrównać nawias do zera: $$ \begin{aligned} x + 4 &= 0 \\ x &= -4 \end{aligned} $$ Zbiór rozwiązań: \(x \in \{-4\}\). -
Podpunkt f) Rozwiązujemy równanie \(x^2 + 9 = 0\):
Przenosimy wyraz wolny na prawą stronę równania: $$x^2 = -9$$ Kwadrat liczby rzeczywistej nie może być ujemny, co oznacza, że równanie jest sprzeczne.
Zbiór rozwiązań: \(x \in \emptyset\). -
Podpunkt g) Rozwiązujemy równanie \((x + 7)^2 = 0\):
Przyrównujemy wyrażenie w nawiasie do zera: $$ \begin{aligned} x + 7 &= 0 \\ x &= -7 \end{aligned} $$ Zbiór rozwiązań: \(x \in \{-7\}\). -
Podpunkt h) Rozwiązujemy równanie \(x^2 = 5\):
Liczba 5 jest dodatnia, dlatego istnieją dwie liczby rzeczywiste, których kwadrat daje wartość 5: $$x = -\sqrt{5} \quad \text{lub} \quad x = \sqrt{5}$$ Zbiór rozwiązań: \(x \in \{-\sqrt{5}, \sqrt{5}\}\). -
Podpunkt i) Rozwiązujemy równanie \(x^2 = 0{,}09\):
Szukamy liczb, których kwadrat wynosi \(0{,}09\). Ponieważ \(\sqrt{0{,}09} = 0{,}3\), otrzymujemy dwa rozwiązania: $$x = -0{,}3 \quad \text{lub} \quad x = 0{,}3$$ Zbiór rozwiązań: \(x \in \{-0{,}3; 0{,}3\}\).
Odpowiedź:
a) \(x \in \{0\}\)
b) \(x \in \{2\}\)
c) \(x \in \{5\}\)
d) \(x \in \emptyset\)
e) \(x \in \{-4\}\)
f) \(x \in \emptyset\)
g) \(x \in \{-7\}\)
h) \(x \in \{-\sqrt{5}, \sqrt{5}\}\)
i) \(x \in \{-0{,}3; 0{,}3\}\)
a) \(x \in \{0\}\)
b) \(x \in \{2\}\)
c) \(x \in \{5\}\)
d) \(x \in \emptyset\)
e) \(x \in \{-4\}\)
f) \(x \in \emptyset\)
g) \(x \in \{-7\}\)
h) \(x \in \{-\sqrt{5}, \sqrt{5}\}\)
i) \(x \in \{-0{,}3; 0{,}3\}\)
Zadanie 3 (3 pkt)
Dziedziną równania jest zbiór \(\mathbb{R}\). Wyznacz zbiór rozwiązań tego równania.
a) \(x(x - 6) = 0\)
b) \((x + 8)(x - 5) = 0\)
c) \((x + 4)(x - 7) = 0\)
d) \(3x^2(x^2 - 25) = 0\)
e) \((x^2 - 5)(x^2 + 49) = 0\)
f) \((x + 3)(x - 4)x = 0\)
a) \(x(x - 6) = 0\)
b) \((x + 8)(x - 5) = 0\)
c) \((x + 4)(x - 7) = 0\)
d) \(3x^2(x^2 - 25) = 0\)
e) \((x^2 - 5)(x^2 + 49) = 0\)
f) \((x + 3)(x - 4)x = 0\)
a) \(x \in \{0, 6\}\)
b) \(x \in \{-8, 5\}\)
c) \(x \in \{-4, 7\}\)
d) \(x \in \{-5, 0, 5\}\)
e) \(x \in \{-\sqrt{5}, \sqrt{5}\}\)
f) \(x \in \{-3, 0, 4\}\)
b) \(x \in \{-8, 5\}\)
c) \(x \in \{-4, 7\}\)
d) \(x \in \{-5, 0, 5\}\)
e) \(x \in \{-\sqrt{5}, \sqrt{5}\}\)
f) \(x \in \{-3, 0, 4\}\)
Wskazówki:
- Iloczyn kilku czynników jest równy zero wtedy i tylko wtedy, gdy co najmniej jeden z tych czynników jest równy zero.
- Jeśli w równaniu występuje wyrażenie typu \(x^2 - a\) dla \(a > 0\), rozłóż je na czynniki, stosując wzór skróconego mnożenia na różnicę kwadratów: \(a^2 - b^2 = (a - b)(a + b)\).
- Zapamiętaj, że wyrażenie \(x^2 + k\) dla \(k > 0\) przyjmuje wyłącznie wartości dodatnie dla każdej liczby rzeczywistej \(x\), zatem równanie \(x^2 + k = 0\) nie ma rozwiązań w zbiorze liczb rzeczywistych.
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Rozwiązanie podpunktu a) \(x(x - 6) = 0\):
Przyrównujemy każdy z czynników iloczynu do zera: $$ \begin{aligned} x = 0 \quad &\text{lub} \quad x - 6 = 0 \\ &\phantom{\text{lub}} \quad x = 6 \end{aligned} $$ Zbiór rozwiązań wynosi: \(x \in \{0, 6\}\). -
Rozwiązanie podpunktu b) \((x + 8)(x - 5) = 0\):
Przyrównujemy oba nawiasy do zera: $$ \begin{aligned} x + 8 = 0 \quad &\text{lub} \quad x - 5 = 0 \\ x = -8 \quad &\phantom{\text{lub}} \quad x = 5 \end{aligned} $$ Zbiór rozwiązań wynosi: \(x \in \{-8, 5\}\). -
Rozwiązanie podpunktu c) \((x + 4)(x - 7) = 0\):
Przyrównujemy poszczególne czynniki liniowe do zera: $$ \begin{aligned} x + 4 = 0 \quad &\text{lub} \quad x - 7 = 0 \\ x = -4 \quad &\phantom{\text{lub}} \quad x = 7 \end{aligned} $$ Zbiór rozwiązań wynosi: \(x \in \{-4, 7\}\). -
Rozwiązanie podpunktu d) \(3x^2(x^2 - 25) = 0\):
Rozkładamy dwumian \(x^2 - 25\) ze wzoru na różnicę kwadratów na \((x - 5)(x + 5)\): $$ 3x^2(x - 5)(x + 5) = 0 $$ Dzielimy równanie przez 3 i przyrównujemy każdy czynnik do zera: $$ \begin{aligned} x^2 = 0 \quad &\text{lub} \quad x - 5 = 0 \quad \text{lub} \quad x + 5 = 0 \\ x = 0 \quad &\phantom{\text{lub}} \quad x = 5 \quad \phantom{\text{lub}} \quad x = -5 \end{aligned} $$ Zbiór rozwiązań wynosi: \(x \in \{-5, 0, 5\}\). -
Rozwiązanie podpunktu e) \((x^2 - 5)(x^2 + 49) = 0\):
Przyrównujemy czynniki do zera: $$ x^2 - 5 = 0 \quad \text{lub} \quad x^2 + 49 = 0 $$ Rozważamy pierwsze równanie: $$ x^2 = 5 \implies x = -\sqrt{5} \quad \text{lub} \quad x = \sqrt{5} $$ Drugie równanie \(x^2 = -49\) nie posiada rozwiązań w zbiorze liczb rzeczywistych, ponieważ kwadrat liczby rzeczywistej jest zawsze nieujemny.
Zbiór rozwiązań wynosi: \(x \in \{-\sqrt{5}, \sqrt{5}\}\). -
Rozwiązanie podpunktu f) \((x + 3)(x - 4)x = 0\):
Przyrównujemy trzy czynniki iloczynu do zera: $$ \begin{aligned} x + 3 = 0 \quad &\text{lub} \quad x - 4 = 0 \quad \text{lub} \quad x = 0 \\ x = -3 \quad &\phantom{\text{lub}} \quad x = 4 \quad \phantom{\text{lub}} \quad x = 0 \end{aligned} $$ Zbiór rozwiązań wynosi: \(x \in \{-3, 0, 4\}\).
Odpowiedź:
a) \(x \in \{0, 6\}\)
b) \(x \in \{-8, 5\}\)
c) \(x \in \{-4, 7\}\)
d) \(x \in \{-5, 0, 5\}\)
e) \(x \in \{-\sqrt{5}, \sqrt{5}\}\)
f) \(x \in \{-3, 0, 4\}\)
a) \(x \in \{0, 6\}\)
b) \(x \in \{-8, 5\}\)
c) \(x \in \{-4, 7\}\)
d) \(x \in \{-5, 0, 5\}\)
e) \(x \in \{-\sqrt{5}, \sqrt{5}\}\)
f) \(x \in \{-3, 0, 4\}\)
Zadanie 4 (3 pkt)
Wyznacz dziedzinę równania:
a) \(\dfrac{3x}{x-5} = 0\)
b) \(\dfrac{2x-3}{5} = \dfrac{2}{x^2-4}\)
c) \(\dfrac{5}{2x^2} = 10\)
d) \(\dfrac{4-x}{x+3} = x-1\)
e) \(\dfrac{x+2}{x^2-16} = 2x-1\)
f) \(\dfrac{3}{5-x^2} = \dfrac{1}{x}\)
a) \(D = \mathbb{R} \setminus \{5\}\)
b) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-2, 2\}\)
c) \(D = \mathbb{R} \setminus \{0\}\)
d) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-3\}\)
e) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, 4\}\)
f) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-\sqrt{5}, 0, \sqrt{5}\}\)
b) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-2, 2\}\)
c) \(D = \mathbb{R} \setminus \{0\}\)
d) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-3\}\)
e) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, 4\}\)
f) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-\sqrt{5}, 0, \sqrt{5}\}\)
Wskazówki:
- Dziedzina równania wymiernego to zbiór wszystkich liczb rzeczywistych, dla których wyrażenia w mianownikach mają sens liczbowy (mianownik nie może być równy zeru).
- Aby wyznaczyć dziedzinę, znajdź wartości argumentu \(x\), dla których jakikolwiek mianownik zeruje się, a następnie wyklucz je ze zbioru \(\mathbb{R}\).
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Wyznaczenie dziedziny dla podpunktu a):
W równaniu występuje jeden ułamek z mianownikiem \(x-5\). Przyrównujemy mianownik do zera, aby wyznaczyć wartości wykluczone z dziedziny: $$ \begin{aligned} x - 5 &\neq 0 \\ x &\neq 5 \end{aligned} $$ Stąd dziedzina wynosi: \(D = \mathbb{R} \setminus \{5\}\). -
Wyznaczenie dziedziny dla podpunktu b):
Mianownik po prawej stronie równania wynosi \(x^2 - 4\). Zapisujemy zastrzeżenie o niezerowaniu się mianownika: $$ \begin{aligned} x^2 - 4 &\neq 0 \\ (x - 2)(x + 2) &\neq 0 \\ x &\neq 2 \quad \text{oraz} \quad x \neq -2 \end{aligned} $$ Stąd dziedzina wynosi: \(D = \mathbb{R} \setminus \{-2, 2\}\). -
Wyznaczenie dziedziny dla podpunktu c):
Mianownik ułamka po lewej stronie równania to \(2x^2\): $$ \begin{aligned} 2x^2 &\neq 0 \\ x^2 &\neq 0 \\ x &\neq 0 \end{aligned} $$ Stąd dziedzina wynosi: \(D = \mathbb{R} \setminus \{0\}\). -
Wyznaczenie dziedziny dla podpunktu d):
Mianownik po lewej stronie równania to \(x+3\): $$ \begin{aligned} x + 3 &\neq 0 \\ x &\neq -3 \end{aligned} $$ Stąd dziedzina wynosi: \(D = \mathbb{R} \setminus \{-3\}\). -
Wyznaczenie dziedziny dla podpunktu e):
Mianownik ułamka to \(x^2 - 16\): $$ \begin{aligned} x^2 - 16 &\neq 0 \\ (x - 4)(x + 4) &\neq 0 \\ x &\neq 4 \quad \text{oraz} \quad x \neq -4 \end{aligned} $$ Stąd dziedzina wynosi: \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, 4\}\). -
Wyznaczenie dziedziny dla podpunktu f):
W tym równaniu występują dwa ułamki zawierające zmienną w mianowniku: \(5 - x^2\) oraz \(x\). Żaden z nich nie może być równy zeru: $$ \begin{aligned} 5 - x^2 &\neq 0 \implies x^2 \neq 5 \implies x \neq \sqrt{5} \quad \text{oraz} \quad x \neq -\sqrt{5} \\ x &\neq 0 \end{aligned} $$ Stąd dziedzina wynosi: \(D = \mathbb{R} \setminus \{-\sqrt{5}, 0, \sqrt{5}\}\).
Odpowiedź:
a) \(D = \mathbb{R} \setminus \{5\}\)
b) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-2, 2\}\)
c) \(D = \mathbb{R} \setminus \{0\}\)
d) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-3\}\)
e) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, 4\}\)
f) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-\sqrt{5}, 0, \sqrt{5}\}\)
a) \(D = \mathbb{R} \setminus \{5\}\)
b) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-2, 2\}\)
c) \(D = \mathbb{R} \setminus \{0\}\)
d) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-3\}\)
e) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, 4\}\)
f) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-\sqrt{5}, 0, \sqrt{5}\}\)
Zadanie 5 (3 pkt)
Wyznacz dziedzinę równania:
a) \(\dfrac{x}{x^2 + 4} = x + 2\)
b) \(\dfrac{3x}{x(x - 2)} = 0\)
c) \(\dfrac{2x - 4}{16 - x^2} = \dfrac{x^2}{x}\)
d) \(\dfrac{x}{(x - 3)^2} = \dfrac{5}{x^2 - 16}\)
e) \(\dfrac{\sqrt{x}}{x - 4} = 0\)
f) \(\dfrac{1}{\sqrt{x}} = \dfrac{2}{9 - x^2}\)
a) \(\dfrac{x}{x^2 + 4} = x + 2\)
b) \(\dfrac{3x}{x(x - 2)} = 0\)
c) \(\dfrac{2x - 4}{16 - x^2} = \dfrac{x^2}{x}\)
d) \(\dfrac{x}{(x - 3)^2} = \dfrac{5}{x^2 - 16}\)
e) \(\dfrac{\sqrt{x}}{x - 4} = 0\)
f) \(\dfrac{1}{\sqrt{x}} = \dfrac{2}{9 - x^2}\)
a) \(D = \mathbb{R}\)
b) \(D = \mathbb{R} \setminus \{0, 2\}\)
c) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, 0, 4\}\)
d) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, 3, 4\}\)
e) \(D = \langle 0, 4) \cup (4, +\infty)\)
f) \(D = (0, 3) \cup (3, +\infty)\)
b) \(D = \mathbb{R} \setminus \{0, 2\}\)
c) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, 0, 4\}\)
d) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, 3, 4\}\)
e) \(D = \langle 0, 4) \cup (4, +\infty)\)
f) \(D = (0, 3) \cup (3, +\infty)\)
Wskazówki:
- Dziedzina równania to zbiór wszystkich liczb rzeczywistych, dla których wszystkie wyrażenia występujące w równaniu mają sens matematyczny.
- Mianownik dowolnego ułamka nie może być równy zero (\(\text{mianownik} \neq 0\)).
- Wyrażenie znajdujące się pod pierwiastkiem kwadratowym musi być nieujemne (\(\text{wnętrze} \ge 0\)). Jeśli pierwiastek znajduje się dodatkowo w mianowniku, jego wnętrze musi być ściśle dodatnie (\(\text{wnętrze} > 0\)).
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Podpunkt a) Wyznaczamy dziedzinę równania \(\dfrac{x}{x^2 + 4} = x + 2\):
Jedynym ograniczeniem jest mianownik ułamka po lewej stronie. Musi być on różny od zera: $$x^2 + 4 \neq 0$$ Ponieważ dla każdej liczby rzeczywistej \(x\) zachodzi \(x^2 \ge 0\), to \(x^2 + 4 \ge 4 > 0\). Wyrażenie \(x^2 + 4\) jest zawsze dodatnie i nigdy nie równa się zero. Brak wykluczeń.
Dziedzina: \(D = \mathbb{R}\) -
Podpunkt b) Wyznaczamy dziedzinę równania \(\dfrac{3x}{x(x - 2)} = 0\):
Mianownik ułamka nie może być równy zero: $$x(x - 2) \neq 0$$ Iloczyn jest równy zero, gdy którykolwiek z czynników jest równy zero, zatem wykluczamy wartości: $$ \begin{aligned} x &\neq 0 \\ x - 2 &\neq 0 \implies x \neq 2 \end{aligned} $$ Dziedzina: \(D = \mathbb{R} \setminus \{0, 2\}\) -
Podpunkt c) Wyznaczamy dziedzinę równania \(\dfrac{2x - 4}{16 - x^2} = \dfrac{x^2}{x}\):
Oba mianowniki w równaniu muszą być różne od zera: $$16 - x^2 \neq 0 \quad \text{oraz} \quad x \neq 0$$ Rozkładamy pierwszy mianownik ze wzoru skróconego mnożenia: $$(4 - x)(4 + x) \neq 0 \implies x \neq 4 \quad \text{oraz} \quad x \neq -4$$ Uwzględniając również warunek \(x \neq 0\), wykluczamy trzy liczby.
Dziedzina: \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, 0, 4\}\) -
Podpunkt d) Wyznaczamy dziedzinę równania \(\dfrac{x}{(x - 3)^2} = \dfrac{5}{x^2 - 16}\):
Sprawdzamy warunki dla obu mianowników: 1. \((x - 3)^2 \neq 0 \implies x - 3 \neq 0 \implies x \neq 3\)
2. \(x^2 - 16 \neq 0 \implies (x - 4)(x + 4) \neq 0 \implies x \neq 4 \quad \text{oraz} \quad x \neq -4\)
Łączymy wykluczone wartości.
Dziedzina: \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, 3, 4\}\) -
Podpunkt e) Wyznaczamy dziedzinę równania \(\dfrac{\sqrt{x}}{x - 4} = 0\):
W tym podpunkcie występują dwa ograniczenia:
1. Wyrażenie pod pierwiastkiem musi być nieujemne: \(x \ge 0\).
2. Mianownik musi być różny od zera: \(x - 4 \neq 0 \implies x \neq 4\).
Łącząc warunek \(x \in \langle 0, +\infty)\) oraz \(x \neq 4\), otrzymujemy przedziały.
Dziedzina: \(D = \langle 0, 4) \cup (4, +\infty)\) -
Podpunkt f) Wyznaczamy dziedzinę równania \(\dfrac{1}{\sqrt{x}} = \dfrac{2}{9 - x^2}\):
Mamy trzy warunki wynikające z obecności pierwiastka i mianowników:
1. Wyrażenie pod pierwiastkiem w mianowniku musi być ściśle dodatnie: \(x > 0\).
2. Mianownik po prawej stronie musi być różny od zera: \(9 - x^2 \neq 0 \implies (3 - x)(3 + x) \neq 0 \implies x \neq 3 \quad \text{oraz} \quad x \neq -3\).
Biorąc pod uwagę warunek \(x > 0\), wykluczenie \(x = -3\) jest automatycznie spełnione. Musimy jedynie wykluczyć \(x = 3\) z przedziału \((0, +\infty)\).
Dziedzina: \(D = (0, 3) \cup (3, +\infty)\)
Odpowiedź:
a) \(D = \mathbb{R}\)
b) \(D = \mathbb{R} \setminus \{0, 2\}\)
c) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, 0, 4\}\)
d) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, 3, 4\}\)
e) \(D = \langle 0, 4) \cup (4, +\infty)\)
f) \(D = (0, 3) \cup (3, +\infty)\)
a) \(D = \mathbb{R}\)
b) \(D = \mathbb{R} \setminus \{0, 2\}\)
c) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, 0, 4\}\)
d) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, 3, 4\}\)
e) \(D = \langle 0, 4) \cup (4, +\infty)\)
f) \(D = (0, 3) \cup (3, +\infty)\)
Grupa B
Zadanie 1 (3 pkt)
Zadanie 2. Dziedziną równania jest zbiór \(\mathbb{R}\). Sprawdź, czy podane obok liczby spełniają dane równanie:
a) \(5 - x^2 = 2x + 2 \quad \quad -3, \, 0, \, 1\)
b) \(10 + x^3 = 4 - 5x \quad \quad -2, \, -1, \, 1\)
c) \(\dfrac{x^2 - 9}{x^2 + 4} = 0 \quad \quad -3, \, 0, \, 3\)
d) \(\sqrt{\dfrac{x^4 + 8}{24}} = 0{,}5x \quad \quad -2, \, 0, \, 2\)
- a) Liczby \(-3\) oraz \(1\) spełniają równanie, liczba \(0\) nie spełnia.
- b) Liczba \(-1\) spełnia równanie, liczby \(-2\) oraz \(1\) nie spełniają.
- c) Liczby \(-3\) oraz \(3\) spełniają równanie, liczba \(0\) nie spełnia.
- d) Liczba \(2\) spełnia równanie, liczby \(-2\) oraz \(0\) nie spełniają.
Zadanie 2 (3 pkt)
Dziedziną równania jest zbiór \(\mathbb{R}\). Wyznacz zbiór rozwiązań tego równania.
a) \(7x = 2x\)
b) \(5(x - 1) = 0\)
c) \((x - 5)^2 = 0\)
d) \(x^2 = -25\)
e) \((x + 3)(x + 3) = 0\)
f) \(x^2 + 9 = 0\)
g) \((x + 2)^2 = 0\)
h) \(x^2 = 5\)
i) \(x^2 = 0{,}09\)
a) \(7x = 2x\)
b) \(5(x - 1) = 0\)
c) \((x - 5)^2 = 0\)
d) \(x^2 = -25\)
e) \((x + 3)(x + 3) = 0\)
f) \(x^2 + 9 = 0\)
g) \((x + 2)^2 = 0\)
h) \(x^2 = 5\)
i) \(x^2 = 0{,}09\)
a) \(x \in \{0\}\)
b) \(x \in \{1\}\)
c) \(x \in \{5\}\)
d) \(x \in \emptyset\)
e) \(x \in \{-3\}\)
f) \(x \in \emptyset\)
g) \(x \in \{-2\}\)
h) \(x \in \{-\sqrt{5}, \sqrt{5}\}\)
i) \(x \in \{-0{,}3; 0{,}3\}\)
b) \(x \in \{1\}\)
c) \(x \in \{5\}\)
d) \(x \in \emptyset\)
e) \(x \in \{-3\}\)
f) \(x \in \emptyset\)
g) \(x \in \{-2\}\)
h) \(x \in \{-\sqrt{5}, \sqrt{5}\}\)
i) \(x \in \{-0{,}3; 0{,}3\}\)
Zadanie 3 (3 pkt)
Dziedziną równania jest zbiór \(\mathbb{R}\). Wyznacz zbiór rozwiązań tego równania.
a) \(x(x + 7) = 0\)
b) \((x - 12)(x + 3) = 0\)
c) \((x - 2)(x + 6) = 0\)
d) \(5x^2(x^2 - 36) = 0\)
e) \((x^2 - 3)(x^2 + 100) = 0\)
f) \((x - 5)(x + 2)x = 0\)
a) \(x(x + 7) = 0\)
b) \((x - 12)(x + 3) = 0\)
c) \((x - 2)(x + 6) = 0\)
d) \(5x^2(x^2 - 36) = 0\)
e) \((x^2 - 3)(x^2 + 100) = 0\)
f) \((x - 5)(x + 2)x = 0\)
a) \(x \in \{-7, 0\}\)
b) \(x \in \{-3, 12\}\)
c) \(x \in \{-6, 2\}\)
d) \(x \in \{-6, 0, 6\}\)
e) \(x \in \{-\sqrt{3}, \sqrt{3}\}\)
f) \(x \in \{-2, 0, 5\}\)
b) \(x \in \{-3, 12\}\)
c) \(x \in \{-6, 2\}\)
d) \(x \in \{-6, 0, 6\}\)
e) \(x \in \{-\sqrt{3}, \sqrt{3}\}\)
f) \(x \in \{-2, 0, 5\}\)
Zadanie 4 (3 pkt)
Wyznacz dziedzinę równania:
a) \(\dfrac{5x}{x-7} = 0\)
b) \(\dfrac{x+4}{2} = \dfrac{3}{x^2-25}\)
c) \(\dfrac{7}{4x^2} = 2\)
d) \(\dfrac{8-x}{x+6} = x+2\)
e) \(\dfrac{x-1}{x^2-36} = 3x\)
f) \(\dfrac{2}{7-x^2} = \dfrac{5}{x}\)
a) \(D = \mathbb{R} \setminus \{7\}\)
b) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-5, 5\}\)
c) \(D = \mathbb{R} \setminus \{0\}\)
d) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-6\}\)
e) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-6, 6\}\)
f) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-\sqrt{7}, 0, \sqrt{7}\}\)
b) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-5, 5\}\)
c) \(D = \mathbb{R} \setminus \{0\}\)
d) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-6\}\)
e) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-6, 6\}\)
f) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-\sqrt{7}, 0, \sqrt{7}\}\)
Zadanie 5 (3 pkt)
Wyznacz dziedzinę równania:
a) \(\dfrac{2x}{x^2+9} = x - 4\)
b) \(\dfrac{5x}{x(x+3)} = 0\)
c) \(\dfrac{2x-1}{36-x^2} = \dfrac{x^3}{x}\)
d) \(\dfrac{x}{(x+2)^2} = \dfrac{1}{x^2-16}\)
e) \(\dfrac{\sqrt{x}}{x-4} = 0\)
f) \(\dfrac{1}{\sqrt{x}} = \dfrac{2}{25-x^2}\)
a) \(\dfrac{2x}{x^2+9} = x - 4\)
b) \(\dfrac{5x}{x(x+3)} = 0\)
c) \(\dfrac{2x-1}{36-x^2} = \dfrac{x^3}{x}\)
d) \(\dfrac{x}{(x+2)^2} = \dfrac{1}{x^2-16}\)
e) \(\dfrac{\sqrt{x}}{x-4} = 0\)
f) \(\dfrac{1}{\sqrt{x}} = \dfrac{2}{25-x^2}\)
a) \(D = \mathbb{R}\)
b) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-3, 0\}\)
c) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-6, 0, 6\}\)
d) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, -2, 4\}\)
e) \(D = \langle 0, 4) \cup (4, +\infty)\)
f) \(D = (0, 5) \cup (5, +\infty)\)
b) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-3, 0\}\)
c) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-6, 0, 6\}\)
d) \(D = \mathbb{R} \setminus \{-4, -2, 4\}\)
e) \(D = \langle 0, 4) \cup (4, +\infty)\)
f) \(D = (0, 5) \cup (5, +\infty)\)
