Question Number 193130 by Frix last updated on 04/Jun/23
$$\mathrm{Solve}\:\mathrm{for}\:{x} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} −{c}=\sqrt{{c}−{x}} \\ $$
Commented by aba last updated on 04/Jun/23
$$\mathrm{t}=\mathrm{c}−\mathrm{x}\geqslant\mathrm{0}\: \\ $$$$\mathrm{x}^{\mathrm{2}} −\left(\mathrm{t}−\mathrm{x}\right)=\sqrt{\mathrm{t}}\:\Rightarrow\mathrm{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{x}−\left(\mathrm{t}+\sqrt{\mathrm{t}}\right)=\mathrm{0} \\ $$$$\Delta=\left(\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{t}}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{x}_{\mathrm{1}} =\frac{\mathrm{1}−\left(\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{t}}+\mathrm{1}\right)}{\mathrm{2}}=−\sqrt{\mathrm{t}}\:\:\wedge\:\mathrm{x}_{\mathrm{2}} =\frac{\mathrm{1}+\left(\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{t}}+\mathrm{1}\right)}{\mathrm{2}}=\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{t}} \\ $$$$\blacklozenge\mathrm{x}=−\sqrt{\mathrm{c}−\mathrm{x}}\:\Rightarrow\:\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{x}−\mathrm{c}=\mathrm{0} \\ $$$$\Delta=\mathrm{1}+\mathrm{4c}>\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{x}=\pm\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\sqrt{\mathrm{4c}+\mathrm{1}}\:−\mathrm{1}\right)\:\checkmark \\ $$$$\blacklozenge\mathrm{x}=\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{c}−\mathrm{x}}\:\:\Rightarrow\:\mathrm{x}−\mathrm{1}=\sqrt{\mathrm{c}−\mathrm{x}}\:\Rightarrow\:\mathrm{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{x}+\left(\mathrm{1}−\mathrm{c}\right)=\mathrm{0} \\ $$$$\Delta=\mathrm{1}+\mathrm{4}\left(\mathrm{c}−\mathrm{1}\right)=\mathrm{4c}−\mathrm{3}>\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{x}_{\mathrm{1}} =\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{4c}−\mathrm{3}}}{\mathrm{2}}\:\wedge\:\mathrm{x}=\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{4c}−\mathrm{3}}}{\mathrm{2}}\checkmark \\ $$$$\mathrm{S}=\left\{\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{4c}−\mathrm{3}}}{\mathrm{2}};\pm\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\sqrt{\mathrm{4c}+\mathrm{1}}−\mathrm{1}\right)\right\} \\ $$
Answered by Mastermind last updated on 04/Jun/23
$$\mathrm{Solution} \\ $$$$\mathrm{take}\:\mathrm{square}\:\mathrm{of}\:\mathrm{both}\:\mathrm{sides},\:\mathrm{we}\:\mathrm{have} \\ $$$$\Rightarrow\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{c}\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{c}−\mathrm{x} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{x}^{\mathrm{4}} −\mathrm{2x}^{\mathrm{2}} \mathrm{c}+\mathrm{c}^{\mathrm{2}} =\mathrm{c}−\mathrm{x} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{c}^{\mathrm{2}} −\mathrm{c}−\mathrm{2x}^{\mathrm{2}} \mathrm{c}+\mathrm{x}^{\mathrm{4}} −\mathrm{x}=\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{c}^{\mathrm{2}} −\left(\mathrm{1}+\mathrm{2x}^{\mathrm{2}} \right)+\mathrm{x}^{\mathrm{4}} −\mathrm{x}=\mathrm{0}\:\centerdot\centerdot\centerdot\centerdot\centerdot\ast \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{solve}\:\mathrm{equation}\:\ast\:\mathrm{by}\:\mathrm{using}\:\mathrm{Almighty} \\ $$$$\mathrm{formular}\:\left(\mathrm{Quadratic}\:\mathrm{formula}\right) \\ $$$$\mathrm{c}=\:\frac{−\mathrm{b}\pm\sqrt{\mathrm{b}^{\mathrm{2}} −\mathrm{4ac}}}{\mathrm{2a}} \\ $$$$\mathrm{where}\:\mathrm{b}=−\left(\mathrm{1}+\mathrm{2x}^{\mathrm{2}} \right),\:\mathrm{a}=\mathrm{1}\:\mathrm{and}\:\mathrm{c}=\mathrm{x}^{\mathrm{4}} −\mathrm{4} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{therefore},\: \\ $$$$\mathrm{c}=\frac{\left(\mathrm{1}+\mathrm{2x}^{\mathrm{2}} \right)\pm\sqrt{\left(\mathrm{1}+\mathrm{4x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4x}^{\mathrm{4}} \right)−\mathrm{4}\left(\mathrm{x}^{\mathrm{4}} −\mathrm{x}\right)}}{\mathrm{2}×\mathrm{1}} \\ $$$$\mathrm{c}=\frac{\left(\mathrm{1}+\mathrm{2x}^{\mathrm{2}} \right)}{\mathrm{2}}\:\pm\:\frac{\sqrt{\mathrm{1}+\mathrm{5x}^{\mathrm{2}} }}{\mathrm{2}} \\ $$
Answered by aba last updated on 04/Jun/23
$$\mathrm{x}=\pm\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\sqrt{\mathrm{4c}+\mathrm{1}}−\mathrm{1}\right)\:\vee\:\mathrm{x}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\sqrt{\mathrm{4x}−\mathrm{3}}+\mathrm{1}\right) \\ $$
Answered by Frix last updated on 04/Jun/23
$$\mathrm{Finding}\:\mathrm{one}\:\mathrm{solution}\:\mathrm{using}\:{f}\left({x}\right)={f}^{−\mathrm{1}} \left({x}\right) \\ $$$${y}=\sqrt{{c}−{x}}\:\Leftrightarrow\:{x}={c}−{x}^{\mathrm{2}} =−\left({x}^{\mathrm{2}} −{c}\right) \\ $$$$\Rightarrow \\ $$$$−{x}=\sqrt{{c}−{x}}\:\Leftrightarrow\:{x}^{\mathrm{2}} ={c}−{x}\wedge{x}<\mathrm{0}\:\Rightarrow \\ $$$${x}_{\mathrm{1}} =−\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{4}{c}+\mathrm{1}}}{\mathrm{2}}\:\:\:\:\:\left[{x}_{\mathrm{2}} =−\frac{\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{4}{c}+\mathrm{1}}}{\mathrm{2}}\geqslant\mathrm{0}\right] \\ $$$$ \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} −{c}=\sqrt{{c}−{x}} \\ $$$$\mathrm{parabola}\:=\:\mathrm{positive}\:\mathrm{half}\:\mathrm{parabola}\:\Rightarrow\:\mathrm{2}\:\mathrm{solutions} \\ $$$$\mathrm{Solving}\:\mathrm{for}\:{c}\:\mathrm{is}\:\mathrm{easy} \\ $$$$\left({x}^{\mathrm{2}} −{c}\right)^{\mathrm{2}} ={c}−{x} \\ $$$${c}^{\mathrm{2}} −\left(\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right){c}+{x}\left({x}^{\mathrm{3}} +\mathrm{1}\right)=\mathrm{0} \\ $$$${c}=\frac{\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\pm\frac{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}} \\ $$$${c}={x}^{\mathrm{2}} −{x}+\mathrm{1}\vee{c}={x}^{\mathrm{2}} +{x} \\ $$$$\mathrm{Now}\:\mathrm{solve}\:\mathrm{these}\:\mathrm{for}\:{x} \\ $$$${x}=\frac{\mathrm{1}\pm\sqrt{\mathrm{4}{c}−\mathrm{3}}}{\mathrm{2}}\vee{x}=−\frac{\mathrm{1}\pm\sqrt{\mathrm{4}{c}+\mathrm{1}}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{But}\:\mathrm{2}\:\mathrm{solutions}\:\mathrm{are}\:\mathrm{false} \\ $$$${x}_{\mathrm{1}} =−\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{4}{c}+\mathrm{1}}}{\mathrm{2}}\:\left[\mathrm{from}\:\mathrm{above}\right] \\ $$$${x}_{\mathrm{2}} =\frac{\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{4}{c}−\mathrm{3}}}{\mathrm{2}}\:\left[\mathrm{because}\:\mathrm{it}\:\mathrm{must}\:\mathrm{be}\:>\mathrm{0}\:\mathrm{due}\right. \\ $$$$\left.\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{to}\:\mathrm{symmetry}\:\mathrm{of}\:{x}^{\mathrm{2}} −{c}\right] \\ $$
Commented by aba last updated on 04/Jun/23