Номер задания, основные преобразования, пояснения и ответ.
20Решение
Введём замену:
t=(x+4)2,t≥0
Решаем:
t2−6t−7=0;D=(−6)2−4⋅1⋅(−7)=64;t1=−1,t2=7
Учитываем ограничение t≥0:
t=−1<0;t=7≥0
Возвращаемся к x:
(x+4)2=7;x+4=±7;x=−4±7
Ответ:−4−7;−4+7
На бланке пишите разборчиво яркими чёрными чернилами. Условие переписывать не требуется. Цвета и оформление страницы помогают при подготовке; единого обязательного шаблона решения нет.
Подробный разбор: откуда берётся каждый шаг
Что нужно найти
Найти все действительные корни исходного уравнения.
Идея решения
Повторяется одна и та же скобка во второй и четвёртой степени. Замена её квадрата превращает задачу в квадратное уравнение.
Уравнение
(x+4)4−6(x+4)2−7=0
Нужно найти
Все значения x, при которых обе части определены и равны.
1Заменяем повторяющийся квадрат
Пусть t=(x+4)2. Это квадрат действительного числа, поэтому t≥0. Четвёртая степень равна t2.
t=(x+4)2,t≥0
Ограничение на новую переменную обязательно.
t2−6t−7=0
Переписываем уравнение через t.
2Решаем квадратное уравнение по t
Сравниваем уравнение с видом at2+bt+c=0. Коэффициент a здесь — число перед квадратом переменной; b — перед первой степенью, c — свободный член.
t2−6t−7=0
Стандартный вид квадратного уравнения.
a=1,b=−6,c=−7
Коэффициенты берём вместе с их знаками.
D=(−6)2−4⋅1⋅(−7)=64
Вычисляем дискриминант по формуле D=b²−4ac.
D=8
Находим арифметический квадратный корень из дискриминанта.
t1=2⋅1−(−6)−8=−1
Подставляем в формулу корней; сначала считаем числитель и знаменатель, затем сокращаем дробь.
t2=2⋅1−(−6)+8=7
Подставляем в формулу корней; сначала считаем числитель и знаменатель, затем сокращаем дробь.
Получены все корни этого квадратного уравнения. Дальше учитываем ограничения исходной задачи.
3Отбираем неотрицательные значения t
Новая переменная обозначает квадрат, поэтому проверяем знак каждого её значения.
t=−1<0
Отрицательное значение квадрат принять не может: исключаем.
t=7≥0
Это значение новой переменной допустимо.
4Находим x из оставшегося квадрата
Для положительного значения квадрата существуют два возможных значения выражения в скобках.
(x+4)2=7
Возвращаемся к исходной переменной.
x+4=±7
Учитываем оба знака квадратного корня.
x=−4±7
Переносим постоянное слагаемое.
5Проверяем в исходном уравнении
Подставляем найденные значения именно в первоначальное уравнение. Заодно проверяем, что все дроби и корни определены.
x=−4−7:0=0
При подстановке этого корня левая и правая части исходного уравнения совпадают.
x=−4+7:0=0
При подстановке этого корня левая и правая части исходного уравнения совпадают.
Все записанные корни подходят. Использованные равносильные преобразования и рассмотрение всех случаев показывают, что других корней нет.
6Записываем полный ответ
В ответ перечисляем все различные корни. Во второй части допустимы обыкновенные дроби и точные выражения с корнями.
x∈{−4−7;−4+7}
Каждое указанное число является корнем исходного уравнения.
Что проверяет эксперт
В №20 оценивают решение целиком. В проекте демоверсии ФИПИ 2027 года предусмотрено до 2 баллов:
2 балла
Верный ответ получен с достаточным математическим обоснованием.
1 балл
Решение завершено, но содержит вычислительные ошибки; дальнейшие действия согласованы с полученными результатами.
0 баллов
Решение не удовлетворяет этим критериям. Одна запись ответа без решения недостаточна.