Question Number 201679 by cherokeesay last updated on 10/Dec/23
Answered by Rasheed.Sindhi last updated on 10/Dec/23
$$\sqrt[{\mathrm{6}}]{\mathrm{1}−\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}}\:+\sqrt[{\mathrm{6}}]{\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\:−\mathrm{1}}\:=\mathrm{1} \\ $$$${a}+{b}=\mathrm{1}\Rightarrow{b}=\mathrm{1}−{a} \\ $$$${a}^{\mathrm{6}} +{b}^{\mathrm{6}} =\mathrm{1}−\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\:+\:\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\:−\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$$\left({a}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} \right)\left({a}^{\mathrm{4}} −{a}^{\mathrm{2}} {b}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{4}} \right)=\mathrm{0} \\ $$$${a}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{2}} =\mathrm{0}\:\mid\:{a}^{\mathrm{4}} −{a}^{\mathrm{2}} {b}^{\mathrm{2}} +{b}^{\mathrm{4}} =\mathrm{0}^{\bigstar} \\ $$$$\left({a}+{b}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{ab}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{1}−\mathrm{2}{ab}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{1}−\mathrm{2}{a}\left(\mathrm{1}−{a}\right)=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{2}{a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{a}+\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$${a}=\frac{\mathrm{2}\pm\sqrt{\mathrm{4}−\mathrm{8}}}{\mathrm{4}}=\frac{\mathrm{1}\pm{i}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\sqrt[{\mathrm{6}}]{\mathrm{1}−\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}}\:=\frac{\mathrm{1}\pm{i}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{1}−\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\:=\left(\frac{\mathrm{1}\pm{i}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{6}} \\ $$$$\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\:=\mathrm{1}−\left(\frac{\mathrm{1}\pm{i}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{6}} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\:=\left(\mathrm{1}−\left(\frac{\mathrm{1}\pm{i}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{6}} \right)^{\mathrm{2}} \\ $$$${x}=\pm\sqrt{\left(\mathrm{1}−\left(\frac{\mathrm{1}\pm{i}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{6}} \right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}}\: \\ $$$$\:\:\:=\pm\sqrt{\mathrm{1}−\mathrm{2}\left(\frac{\mathrm{1}\pm{i}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{6}} +\left(\frac{\mathrm{1}\pm{i}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{12}} −\mathrm{1}}\: \\ $$$$\:\:\:=\pm\sqrt{−\mathrm{2}\left(\frac{\mathrm{1}\pm{i}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{6}} +\left(\frac{\mathrm{1}\pm{i}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{12}} }\: \\ $$$$\:\:\:=\pm\left(\frac{\mathrm{1}\pm{i}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{6}} \sqrt{−\mathrm{2}+\left(\frac{\mathrm{1}\pm{i}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{6}} }\: \\ $$$$…. \\ $$$$… \\ $$
Answered by Rasheed.Sindhi last updated on 10/Dec/23
$$\mathrm{1}−\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\:={a}\:\left({say}\right) \\ $$$$\sqrt[{\mathrm{6}}]{{a}}\:+\sqrt[{\mathrm{6}}]{−{a}}\:=\mathrm{1} \\ $$$$\left(\sqrt[{\mathrm{6}}]{{a}}\:+\sqrt[{\mathrm{6}}]{−{a}}\:\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{1}^{\mathrm{2}} \\ $$$${a}^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} +\mathrm{2}{a}^{\mathrm{1}/\mathrm{6}} \left(−{a}\right)^{\mathrm{1}/\mathrm{6}} +\left(−{a}\right)^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} =\mathrm{1} \\ $$$${a}^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} +\left(−{a}\right)^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} =\mathrm{1}−\mathrm{2}{a}^{\mathrm{1}/\mathrm{6}} \left(−{a}\right)^{\mathrm{1}/\mathrm{6}} \\ $$$$\left({a}^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} +\left(−{a}\right)^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} \right)^{\mathrm{3}} =\left(\mathrm{1}−\mathrm{2}{a}^{\mathrm{1}/\mathrm{6}} \left(−{a}\right)^{\mathrm{1}/\mathrm{6}} \right)^{\mathrm{3}} \\ $$$$\left\{{a}+\left(−{a}\right)\right\}+\mathrm{3}\left({a}^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} \right)\left(−{a}\right)^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} \left\{{a}^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} +\left(−{a}\right)^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} \right\} \\ $$$$\:\:=….. \\ $$$$ \\ $$
Commented by Rasheed.Sindhi last updated on 10/Dec/23
$${Is}\:\sqrt[{\mathrm{6}}]{−{a}}\:=\left(−{a}\right)^{\mathrm{1}/\mathrm{6}} ={a}^{\mathrm{1}/\mathrm{6}} \:? \\ $$$${or}\:\left(−{a}\right)^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} =−{a}^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} ? \\ $$
Answered by mr W last updated on 10/Dec/23
$${let}\:{u}=\sqrt[{\mathrm{6}}]{\mathrm{1}−\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}} \\ $$$$\sqrt[{\mathrm{6}}]{\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}−\mathrm{1}}=\sqrt[{\mathrm{6}}]{\left(−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{1}−\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\right)}=\sqrt[{\mathrm{3}}]{{i}}{u} \\ $$$${u}+\sqrt[{\mathrm{3}}]{{i}}{u}=\mathrm{1} \\ $$$${u}\left(\mathrm{1}+\sqrt[{\mathrm{3}}]{{i}}\right)=\mathrm{1} \\ $$$${u}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+\sqrt[{\mathrm{3}}]{{i}}}=\sqrt[{\mathrm{6}}]{\mathrm{1}−\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}} \\ $$$$\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}=\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{1}+\sqrt[{\mathrm{3}}]{{i}}\overset{\mathrm{6}} {\right)}} \\ $$$$\Rightarrow{x}=\pm\sqrt{\left[\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{1}+\sqrt[{\mathrm{3}}]{{i}}\overset{\mathrm{6}} {\right)}}\right]^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}} \\ $$
Answered by Frix last updated on 10/Dec/23
$${z}^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}} +\left(−{z}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}} =\mathrm{1} \\ $$$${z}={r}\mathrm{e}^{\mathrm{i}\theta} \wedge−{z}={r}\mathrm{e}^{\mathrm{i}\left(\theta−\pi\right)} \\ $$$${z}^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}} +\left(−{z}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}} \in\mathbb{R}\:\Rightarrow\:\theta=−\left(\theta−\pi\right)\:\Rightarrow\:\theta=\frac{\pi}{\mathrm{2}} \\ $$$$\Rightarrow\:{z}={r}\mathrm{e}^{\mathrm{i}\frac{\pi}{\mathrm{2}}} \wedge−{z}={r}\mathrm{e}^{−\mathrm{i}\frac{\pi}{\mathrm{2}}} \\ $$$$\left({r}\mathrm{e}^{\mathrm{i}\frac{\pi}{\mathrm{2}}} \right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}} +\left({r}\mathrm{e}^{−\mathrm{i}\frac{\pi}{\mathrm{2}}} \right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}} =\mathrm{1} \\ $$$${r}^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}} \left(\mathrm{e}^{\mathrm{i}\frac{\pi}{\mathrm{12}}} +\mathrm{e}^{−\mathrm{i}\frac{\pi}{\mathrm{12}}} \right)=\mathrm{1} \\ $$$${r}^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}} \frac{\sqrt{\mathrm{6}}+\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}=\mathrm{1} \\ $$$${r}^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}} =\frac{\sqrt{\mathrm{6}}−\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}} \\ $$$${r}=\mathrm{26}−\mathrm{15}\sqrt{\mathrm{3}} \\ $$$${z}=\left(\mathrm{26}−\mathrm{15}\sqrt{\mathrm{3}}\right)\mathrm{i} \\ $$$$\left(\mathrm{26}−\mathrm{15}\sqrt{\mathrm{3}}\right)\mathrm{i}=\pm\left(\mathrm{1}−\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\right) \\ $$$$\mathrm{This}\:\mathrm{can}\:\mathrm{be}\:\mathrm{solved}\:\mathrm{exactly}… \\ $$
Answered by witcher3 last updated on 10/Dec/23
$$\mathrm{no}\:\mathrm{real}\:\mathrm{solution}\: \\ $$$$\left(\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}} =\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{6}}} \left(\sqrt{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}−\mathrm{1}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}} +\left(\sqrt{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}−\mathrm{1}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}} =\mathrm{1} \\ $$$$\sqrt{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}−\mathrm{1}=\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{6}}} +\mathrm{1}}\right)^{\mathrm{6}} =\frac{\mathrm{e}^{−\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{2}}} }{\left(\mathrm{2cos}\left(\frac{\pi}{\mathrm{12}}\right)\right)^{\mathrm{6}} }=−\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{32cos}^{\mathrm{6}} \left(\frac{\pi}{\mathrm{12}}\right)}=\mathrm{a} \\ $$$$\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}=\left(\mathrm{a}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{x}^{\mathrm{2}} =\mathrm{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2a} \\ $$$$\mathrm{x}=\underset{−} {+}\sqrt{\mathrm{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2a}} \\ $$$$\mathrm{a}=−\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{32cos}^{\mathrm{6}} \left(\frac{\pi}{\mathrm{12}}\right)} \\ $$