如果 $x + \frac{1}{x} = 12$,求 $x - \frac{1}{x}$ 的值。
已知
$x + \frac{1}{x} = 12$
要求
我們必須求 $x - \frac{1}{x}$ 的值。
解答
已知表示式為 $x + \frac{1}{x} = 12$。這裡,我們需要求 $x^2 + \frac{1}{x^2}$ 的值。因此,透過對已知表示式平方並使用恆等式 $(a+b)^2=a^2+2ab+b^2$ 和 $(a-b)^2=a^2-2ab+b^2$,我們可以求出所需的值。
$(a+b)^2=a^2+2ab+b^2$.............(I)
$(a-b)^2=a^2-2ab+b^2$.............(II)
讓我們考慮:
$x + \frac{1}{x} = 12$
兩邊平方,我們得到:
$(x + \frac{1}{x})^2 = (12)^2$
$x^2+2\times x \times \frac{1}{x}+\frac{1}{x^2}=144$ [使用 (I)]
$x^2+2+\frac{1}{x^2}=144$
$x^2+\frac{1}{x^2}=144-2$ (將 2 移到右邊)
$x^2+\frac{1}{x^2}=142$
現在:
$x^2+\frac{1}{x^2}=142$
兩邊減去 2,我們得到:
$x^2+\frac{1}{x^2}-2=142-2$
$x^2-2\times x \times \frac{1}{x}+\frac{1}{x^2}=140$ [因為 $2\times x \times \frac{1}{x}=2$]
$(x-\frac{1}{x})^2=140$ [使用 (II)]
兩邊開平方,我們得到:
$x-\frac{1}{x}=\sqrt{140}$
因此,$x-\frac{1}{x}$ 的值為 $\sqrt{140}$。
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