Sr Examen

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1/(a*x-1)-1/(a*x+1)=p la ecuación

El profesor se sorprenderá mucho al ver tu solución correcta😉

v

Solución numérica:

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Solución

Ha introducido [src]
   1         1       
------- - ------- = p
a*x - 1   a*x + 1    
$$- \frac{1}{a x + 1} + \frac{1}{a x - 1} = p$$
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$- \frac{1}{a x + 1} + \frac{1}{a x - 1} = p$$
Multipliquemos las dos partes de la ecuación por los denominadores:
-1 + a*x y 1 + a*x
obtendremos:
$$\left(a x - 1\right) \left(- \frac{1}{a x + 1} + \frac{1}{a x - 1}\right) = p \left(a x - 1\right)$$
$$\frac{2}{a x + 1} = p \left(a x - 1\right)$$
$$\frac{2}{a x + 1} \left(a x + 1\right) = p \left(a x - 1\right) \left(a x + 1\right)$$
$$2 = a^{2} p x^{2} - p$$
Transportemos el miembro derecho de la ecuación al
miembro izquierdo de la ecuación con el signo negativo.

La ecuación se convierte de
$$2 = a^{2} p x^{2} - p$$
en
$$- a^{2} p x^{2} + p + 2 = 0$$
Es la ecuación de la forma
a*x^2 + b*x + c = 0

La ecuación cuadrática puede ser resuelta
con la ayuda del discriminante.
Las raíces de la ecuación cuadrática:
$$x_{1} = \frac{\sqrt{D} - b}{2 a}$$
$$x_{2} = \frac{- \sqrt{D} - b}{2 a}$$
donde D = b^2 - 4*a*c es el discriminante.
Como
$$a = - a^{2} p$$
$$b = 0$$
$$c = p + 2$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c = 

(0)^2 - 4 * (-p*a^2) * (2 + p) = 4*p*a^2*(2 + p)

La ecuación tiene dos raíces.
x1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)

x2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)

o
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{a^{2} p \left(p + 2\right)}}{a^{2} p}$$
$$x_{2} = \frac{\sqrt{a^{2} p \left(p + 2\right)}}{a^{2} p}$$
Gráfica
Respuesta rápida [src]
         /    _______\       /    _______\
         |   / 2 + p |       |   / 2 + p |
         |  /  ----- |       |  /  ----- |
         |\/     p   |       |\/     p   |
x1 = - re|-----------| - I*im|-----------|
         \     a     /       \     a     /
$$x_{1} = - \operatorname{re}{\left(\frac{\sqrt{\frac{p + 2}{p}}}{a}\right)} - i \operatorname{im}{\left(\frac{\sqrt{\frac{p + 2}{p}}}{a}\right)}$$
         /    _______\     /    _______\
         |   / 2 + p |     |   / 2 + p |
         |  /  ----- |     |  /  ----- |
         |\/     p   |     |\/     p   |
x2 = I*im|-----------| + re|-----------|
         \     a     /     \     a     /
$$x_{2} = \operatorname{re}{\left(\frac{\sqrt{\frac{p + 2}{p}}}{a}\right)} + i \operatorname{im}{\left(\frac{\sqrt{\frac{p + 2}{p}}}{a}\right)}$$
x2 = re(sqrt((p + 2)/p)/a) + i*im(sqrt((p + 2)/p)/a)
Suma y producto de raíces [src]
suma
    /    _______\       /    _______\       /    _______\     /    _______\
    |   / 2 + p |       |   / 2 + p |       |   / 2 + p |     |   / 2 + p |
    |  /  ----- |       |  /  ----- |       |  /  ----- |     |  /  ----- |
    |\/     p   |       |\/     p   |       |\/     p   |     |\/     p   |
- re|-----------| - I*im|-----------| + I*im|-----------| + re|-----------|
    \     a     /       \     a     /       \     a     /     \     a     /
$$\left(- \operatorname{re}{\left(\frac{\sqrt{\frac{p + 2}{p}}}{a}\right)} - i \operatorname{im}{\left(\frac{\sqrt{\frac{p + 2}{p}}}{a}\right)}\right) + \left(\operatorname{re}{\left(\frac{\sqrt{\frac{p + 2}{p}}}{a}\right)} + i \operatorname{im}{\left(\frac{\sqrt{\frac{p + 2}{p}}}{a}\right)}\right)$$
=
0
$$0$$
producto
/    /    _______\       /    _______\\ /    /    _______\     /    _______\\
|    |   / 2 + p |       |   / 2 + p || |    |   / 2 + p |     |   / 2 + p ||
|    |  /  ----- |       |  /  ----- || |    |  /  ----- |     |  /  ----- ||
|    |\/     p   |       |\/     p   || |    |\/     p   |     |\/     p   ||
|- re|-----------| - I*im|-----------||*|I*im|-----------| + re|-----------||
\    \     a     /       \     a     // \    \     a     /     \     a     //
$$\left(- \operatorname{re}{\left(\frac{\sqrt{\frac{p + 2}{p}}}{a}\right)} - i \operatorname{im}{\left(\frac{\sqrt{\frac{p + 2}{p}}}{a}\right)}\right) \left(\operatorname{re}{\left(\frac{\sqrt{\frac{p + 2}{p}}}{a}\right)} + i \operatorname{im}{\left(\frac{\sqrt{\frac{p + 2}{p}}}{a}\right)}\right)$$
=
                                      2
 /    /    _______\     /    _______\\ 
 |    |   / 2 + p |     |   / 2 + p || 
 |    |  /  ----- |     |  /  ----- || 
 |    |\/     p   |     |\/     p   || 
-|I*im|-----------| + re|-----------|| 
 \    \     a     /     \     a     // 
$$- \left(\operatorname{re}{\left(\frac{\sqrt{\frac{p + 2}{p}}}{a}\right)} + i \operatorname{im}{\left(\frac{\sqrt{\frac{p + 2}{p}}}{a}\right)}\right)^{2}$$
-(i*im(sqrt((2 + p)/p)/a) + re(sqrt((2 + p)/p)/a))^2