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\( \left(10 x^{2}-9\right)^{\frac{1}{4}}=x \) What is the sum of the solutions to the given equation?

Ask by Bowman Olson. in the United States
Feb 03,2025

Solución de tutoría real

Respuesta verificada por el tutor

Responder

The sum of the solutions is 4.

Solución

To solve the equation \( \left(10 x^{2}-9\right)^{\frac{1}{4}} = x \), follow these steps: 1. **Raise Both Sides to the Fourth Power**: \[ 10x^2 - 9 = x^4 \] 2. **Rearrange the Equation**: \[ x^4 - 10x^2 + 9 = 0 \] 3. **Solve the Biquadratic Equation**: Let \( y = x^2 \), the equation becomes: \[ y^2 - 10y + 9 = 0 \] Using the quadratic formula: \[ y = \frac{10 \pm \sqrt{100 - 36}}{2} = \frac{10 \pm 8}{2} \] Thus, \( y = 9 \) or \( y = 1 \). 4. **Find \( x \) from \( y \)**: - If \( y = 9 \), then \( x = \pm 3 \). - If \( y = 1 \), then \( x = \pm 1 \). 5. **Check for Valid Solutions in the Original Equation**: - **\( x = 3 \)**: \[ \left(10(3)^2 - 9\right)^{1/4} = \left(90 - 9\right)^{1/4} = 81^{1/4} = 3 \quad \text{(Valid)} \] - **\( x = -3 \)**: \[ \left(10(3)^2 - 9\right)^{1/4} = 81^{1/4} = 3 \neq -3 \quad \text{(Invalid)} \] - **\( x = 1 \)**: \[ \left(10(1)^2 - 9\right)^{1/4} = 1^{1/4} = 1 \quad \text{(Valid)} \] - **\( x = -1 \)**: \[ \left(10(1)^2 - 9\right)^{1/4} = 1^{1/4} = 1 \neq -1 \quad \text{(Invalid)} \] Therefore, the valid solutions are \( x = 3 \) and \( x = 1 \). 6. **Sum of the Solutions**: \[ 3 + 1 = 4 \] **Answer:** 4

Revisado y aprobado por el equipo de tutoría de UpStudy

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Bonus Knowledge

To solve the equation \( \left(10 x^{2}-9\right)^{\frac{1}{4}}=x \), we begin by raising both sides to the power of 4 to eliminate the fourth root: \[ 10x^2 - 9 = x^4 \] Rearranging the equation yields: \[ x^4 - 10x^2 + 9 = 0 \] Next, we can make a substitution to simplify this quartic equation. Let \( y = x^2 \). This transforms our equation into a quadratic form: \[ y^2 - 10y + 9 = 0 \] Now, we will factor this quadratic. We look for two numbers that multiply to \( 9 \) and add to \( -10 \). Those numbers are \( -1 \) and \( -9 \). Thus, we can factor it as: \[ (y - 1)(y - 9) = 0 \] Setting each factor to zero gives us the solutions for \( y \): \[ y - 1 = 0 \quad \Rightarrow \quad y = 1 \] \[ y - 9 = 0 \quad \Rightarrow \quad y = 9 \] Recalling that \( y = x^2 \), we substitute back: 1. From \( y = 1 \): \[ x^2 = 1 \quad \Rightarrow \quad x = 1 \quad \text{or} \quad x = -1 \] 2. From \( y = 9 \): \[ x^2 = 9 \quad \Rightarrow \quad x = 3 \quad \text{or} \quad x = -3 \] Thus, the solutions for \( x \) are \( 1, -1, 3, \) and \( -3 \). Next, we find the sum of all these solutions: \[ 1 + (-1) + 3 + (-3) = 0 \] Therefore, the sum of the solutions to the equation is: \[ \boxed{0} \]

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