Tìm tập nghiệm phương trình \(\dfrac{{3{x^2} - 15x}}{{{x^2} - 9}} = x - \dfrac{x}{{x - 3}}\)

* Hướng dẫn giải

ĐK: \(x \ne \left\{ { \pm 3} \right\}\)

Ta có

\(\dfrac{{3{x^2} - 15x}}{{{x^2} - 9}} = x - \dfrac{x}{{x - 3}}\)

\( \Leftrightarrow \dfrac{{3{x^2} - 15x}}{{\left( {x - 3} \right)\left( {x + 3} \right)}} \)\(= \dfrac{{x\left( {{x^2} - 9} \right)}}{{\left( {x - 3} \right)\left( {x + 3} \right)}} - \dfrac{{x\left( {x + 3} \right)}}{{\left( {x - 3} \right)\left( {x + 3} \right)}}\)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow 3{x^2} - 15 = x\left( {{x^2} - 9} \right) - x\left( {x + 3} \right)\\ \Leftrightarrow 3{x^2} - 15 = {x^3} - 9x - {x^2} - 3x\\ \Leftrightarrow {x^3} - 4{x^2} - 12x + 15 = 0\end{array}\)

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow {x^3} - {x^2} - 3{x^2} + 3x - 15x + 15 = 0\\ \Leftrightarrow {x^2}\left( {x - 1} \right) - 3x\left( {x - 1} \right) - 15\left( {x - 1} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left( {x - 1} \right)\left( {{x^2} - 3x - 15} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x - 1 = 0\\{x^2} - 3x - 15 = 0\end{array} \right. \\\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 1\left( {TM} \right)\\{x^2} - 3x - 15 = 0\left( * \right)\end{array} \right.\end{array}\)

Giải (*): Xét \(\Delta  = {\left( { - 3} \right)^2} - 4.1.\left( { - 15} \right) = 69 > 0\) nên phương trình (*) có hai nghiệm \(\left[ \begin{array}{l}x = \dfrac{{ - \left( { - 3} \right) + \sqrt {69} }}{2}\\x = \dfrac{{ - \left( { - 3} \right) - \sqrt {69} }}{2}\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \dfrac{{3 + \sqrt {69} }}{2}\\x = \dfrac{{3 - \sqrt {69} }}{2}\end{array} \right.\left( {TM} \right)\)

Vậy phương trình đã cho có tập nghiệm \(S = \left\{ {1;\dfrac{{3 + \sqrt {69} }}{2};\dfrac{{3 - \sqrt {69} }}{2}} \right\}\)