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lunes, 4 de diciembre de 2023

Un ejercicio de resolución de una ecuación en la que aparecen términos irracionales (con radicales)

Nos proponemos resolver la ecuación \sqrt{x^2-1}+x^2=1

y comprobar cada uno de los valores que, una vez transformada en una ecuación polinómica, encontremos; para descartar aquellos que no verifiquen la igualdad numérica dada por la ecuación.

  \sqrt{x^2-1}+x^2=1
    \sqrt{x^2-1}=1-x^2
      \sqrt{x^2-1}=-(x^2-1)
        (\sqrt{x^2-1})^2=(-(x^2-1))^2
          x^2-1=(x^2-1)^2
            (x^2-1)^2-(x^2-1)=0
              (x^2-1)\left((x^2-1)-1\right)=0
                (x^2-1)(x^2-2)=0 \Leftrightarrow \left\{\begin{matrix}x^2-1=0 \Leftrightarrow x=\pm1 \\ x^2-2=0 \Leftrightarrow x=\pm\sqrt{2}\end{matrix}\right.

Comprobemos ahora cada uno de estos valores obtenidos para ver si son o no solución de la ecuación original:

  • Veamos si 1 forma parte de la solución: \sqrt{1^2-1}+1^2\overset{?}{=}1; en efecto, el resultado del cálculo de la expresión numérica del primer miembro es igual a 1, que coincide con el valor del segundo miembro.
  • ¿Y -1, es satisface también la igualdad?: \sqrt{(-1)^2-1}+(-1)^2\overset{?}{=}1; en efecto, también este valor forma parte de la solución, ya que el resultado del cálculo de la expresión numérica del primer miembro es igual a 1, que coincide con el valor del segundo miembro.
  • Cotejemos ahora si \sqrt{2}: \sqrt{(\sqrt{2}^2-1}+\sqrt{2}^2\overset{?}{=}1; pues, no, el primer miembro es igual a 3 \neq 1, luego \sqrt{2}, no forma parte de la solución.
  • En cuanto a -\sqrt{2}: \sqrt{(-\sqrt{2}^2-1}+(-\sqrt{2}^2)\overset{?}{=}1; tampoco, para este valor, el primer miembro, que es igual a 2, no coincide con el valor del segundo miembro (que es 1), luego -\sqrt{2} tampoco forma parte de la solución.
En conclusión, la solución de la ecuación planteada está formada por -1 y 1. \diamond

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