在数学领域中,解决含未知数的复杂表达式是一个重要的技能。本题提供了一个包含两个变量 \( x \) 和 \( y \) 的方程:
\[ y = \sqrt{2x - 1} - \sqrt{1 - 2x} + \sqrt{4x} + 5y - 3^2 \]
首先,我们需要对这个等式进行简化和分析。从形式上看,这个方程结合了平方根函数和多项式的组合,因此需要仔细处理每一部分。
第一步:整理方程
将右边的常数项合并:
\[ y = \sqrt{2x - 1} - \sqrt{1 - 2x} + \sqrt{4x} + 5y - 9 \]
接下来,我们尝试将所有 \( y \) 项移到方程的一边:
\[ y - 5y = \sqrt{2x - 1} - \sqrt{1 - 2x} + \sqrt{4x} - 9 \]
\[ -4y = \sqrt{2x - 1} - \sqrt{1 - 2x} + \sqrt{4x} - 9 \]
第二步:确定定义域
由于方程中包含了平方根,必须确保平方根内的表达式非负。因此,我们需要解决以下不等式:
1. \( 2x - 1 \geq 0 \Rightarrow x \geq \frac{1}{2} \)
2. \( 1 - 2x \geq 0 \Rightarrow x \leq \frac{1}{2} \)
3. \( 4x \geq 0 \Rightarrow x \geq 0 \)
综合以上条件,我们得出 \( x = \frac{1}{2} \) 是唯一可能的解。
第三步:验证解
当 \( x = \frac{1}{2} \) 时,代入原方程检查是否成立:
\[ y = \sqrt{2 \cdot \frac{1}{2} - 1} - \sqrt{1 - 2 \cdot \frac{1}{2}} + \sqrt{4 \cdot \frac{1}{2}} + 5y - 9 \]
\[ y = \sqrt{0} - \sqrt{0} + \sqrt{2} + 5y - 9 \]
\[ y = 0 + 0 + \sqrt{2} + 5y - 9 \]
\[ y - 5y = \sqrt{2} - 9 \]
\[ -4y = \sqrt{2} - 9 \]
\[ y = \frac{9 - \sqrt{2}}{4} \]
因此,当 \( x = \frac{1}{2} \),\( y = \frac{9 - \sqrt{2}}{4} \)。
结论
通过逐步推导和验证,我们得到了满足条件的 \( x \) 和 \( y \) 值。这种问题通常需要细致的代数操作和对函数性质的理解。