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\( \frac { 7 \pm \sqrt { x ^ { 2 } + 3 x - 4 } = 0 } { x ^ { 2 } } \)

Ask by Huang Lang. in Mexico
Jan 24,2025

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Answer

Las soluciones de la ecuación son \( x = \frac{-3 + \sqrt{221}}{2} \) y \( x = \frac{-3 - \sqrt{221}}{2} \).

Solution

Para resolver la ecuación: \[ \frac{7 \pm \sqrt{x^{2} + 3x - 4}}{x^{2}} = 0 \] seguimos los siguientes pasos: ### Paso 1: Determinar cuándo una fracción es igual a cero Una fracción es igual a cero cuando **el numerador es igual a cero** y **el denominador es diferente de cero**. Por lo tanto, debemos resolver: \[ 7 \pm \sqrt{x^{2} + 3x - 4} = 0 \] y asegurarnos de que \( x^{2} \neq 0 \), es decir, \( x \neq 0 \). ### Paso 2: Resolver las dos posibilidades del numerador #### Caso 1: \( 7 + \sqrt{x^{2} + 3x - 4} = 0 \) \[ \sqrt{x^{2} + 3x - 4} = -7 \] Sin embargo, una raíz cuadrada nunca es negativa. Por lo tanto, **no hay solución real** en este caso. #### Caso 2: \( 7 - \sqrt{x^{2} + 3x - 4} = 0 \) \[ \sqrt{x^{2} + 3x - 4} = 7 \] Elevamos al cuadrado ambos lados para eliminar la raíz: \[ x^{2} + 3x - 4 = 49 \] Simplificamos la ecuación: \[ x^{2} + 3x - 53 = 0 \] ### Paso 3: Resolver la ecuación cuadrática Utilizamos la fórmula cuadrática: \[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^{2} - 4ac}}{2a} \] donde \( a = 1 \), \( b = 3 \) y \( c = -53 \): \[ x = \frac{-3 \pm \sqrt{3^{2} - 4 \cdot 1 \cdot (-53)}}{2 \cdot 1} = \frac{-3 \pm \sqrt{9 + 212}}{2} = \frac{-3 \pm \sqrt{221}}{2} \] Las soluciones son: \[ x = \frac{-3 + \sqrt{221}}{2} \quad \text{y} \quad x = \frac{-3 - \sqrt{221}}{2} \] ### Paso 4: Verificar el dominio de la raíz cuadrada El radicando \( x^{2} + 3x - 4 \) debe ser mayor o igual a cero: \[ x^{2} + 3x - 4 \geq 0 \] Resolvemos la ecuación cuadrática asociada: \[ x^{2} + 3x - 4 = 0 \quad \Rightarrow \quad x = \frac{-3 \pm \sqrt{9 + 16}}{2} = \frac{-3 \pm 5}{2} \] Esto da las soluciones \( x = 1 \) y \( x = -4 \). Por lo tanto, la desigualdad se cumple para: \[ x \leq -4 \quad \text{o} \quad x \geq 1 \] ### Paso 5: Confirmar que las soluciones cumplen con el dominio Calculamos las soluciones aproximadas: \[ \sqrt{221} \approx 14.866 \] \[ x \approx \frac{-3 + 14.866}{2} \approx 5.933 \quad (\geq 1, válido) \] \[ x \approx \frac{-3 - 14.866}{2} \approx -8.933 \quad (\leq -4, válido) \] Ambas soluciones cumplen con el dominio establecido. ### Conclusión Las soluciones de la ecuación son: \[ x = \frac{-3 + \sqrt{221}}{2} \quad \text{y} \quad x = \frac{-3 - \sqrt{221}}{2} \] ### Respuesta Final Las soluciones de la ecuación son: \[ x = \frac{-3 + \sqrt{221}}{2} \quad \text{y} \quad x = \frac{-3 - \sqrt{221}}{2} \]

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Beyond the Answer

To solve the equation \( \frac{7 \pm \sqrt{x^2 + 3x - 4}}{x^2} = 0 \), we first need to recognize that the fraction can only equal zero if the numerator is zero (as long as the denominator isn't). This means we need to set the numerator \( 7 \pm \sqrt{x^2 + 3x - 4} = 0 \). For the positive case \( 7 + \sqrt{x^2 + 3x - 4} = 0 \), this can't happen because \( \sqrt{x^2 + 3x - 4} \) is always non-negative, thus no solution from this case. Now for the negative case \( 7 - \sqrt{x^2 + 3x - 4} = 0 \), we can simplify it to \( \sqrt{x^2 + 3x - 4} = 7 \). Squaring both sides gives us \( x^2 + 3x - 4 = 49 \), leading us to \( x^2 + 3x - 53 = 0 \). Now, applying the quadratic formula \( x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \) where \( a=1, b=3, c=-53 \): \( x = \frac{-3 \pm \sqrt{3^2 - 4(1)(-53)}}{2(1)} \) \( x = \frac{-3 \pm \sqrt{9 + 212}}{2} \) \( x = \frac{-3 \pm \sqrt{221}}{2} \) So, the final solutions are \( x = \frac{-3 + \sqrt{221}}{2} \) and \( x = \frac{-3 - \sqrt{221}}{2} \). This gives us a methodical approach to tackle equations involving square roots and fractions. Always check for extraneous solutions, especially when squaring both sides!

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