Квадратні рівняння

Загальний вигляд квадратного рівняння

Квадратним рівнянням називають рівняння виду:

ax2 + bx + c = 0 (1)

де - змінна, а коефіцієнти - деякі числа, причому

Квадратне рівняння, у якого коефіцієнт «а» = 1, називають зведеним квадратним рівнянням.

Якщо в квадратному рівнянні (1) хоча б один з коефіцієнтів «b» або «c» дорівнює нулю, то таке рівняння називають неповним квадратним рівнянням.

Приклади квадратних рівнянь:

2x2 + 5x - 7 = 0;

x2 - 2x + 1 = 0;

x2 + 4 = 0;

3x2 + 4x = 0;

7x2 = 0

Розв'язування повних квадратних рівнянь

Розглянемо схему розв’язання квадратного рівняння:

ax2 + bx + c = 0

де

Щоб розв’язати таке квадратне рівняння нам необхідно в першу чергу знайти дискримінант (його позначають так Дискримінант шукаємо за такою формулою:

D = b2 - 4ac

де - коефіцієнти рівняння.

Коефіцієнти прив’язані до певних місць завжди стоїть біля біля звичайне число яке стоїть без

Наприклад, у рівнянні:

3x2 - 4x + 1 = 0;

будуть такі коефіцієнти:

Відповідно дискримінант будемо шукати так:

D = (-4)2 - 4∙3∙1 = 16 - 12 = 4

Після того як був знайдений дискримінант варто звернути увагу яким він вийшов.

Якщо дискримінант вийшов додатним тоді рівняння має два розв’язки:

x1 = /-b + √D/2a

x2 = /-b - √D/2a

Якщо дискримінант рівний нулю тоді корені збігаються в такій ситуації результат записують просто через і рівняння має один розв’язок:

x = -/b/2a

Якщо дискримінант менший за нуль тоді рівняння не має дійсних коренів.

У нашому випадку:

x1 = /-(-4) + √4/2 · 1 = 3
x2 = /-(-4) - √4/2 · 1 = 1

Розглянемо декілька прикладів:

1. 3x2 + 4x + 1 = 0

– дискримінант більший нуля, отже буде два розв’язки

x1 = /-4 + √4/2 · 3 = /-4 + 2/6 = /-2/6 = -/1/3
x2 = /-4 - √4/2 · 3 = /-4 - 2/6 = /-6/3 = -2

2. x2 + x + 7 = 0

– дискримінант менший нуля, отже дійсних коренів не має.

3. x2 + 2x + 1 = 0

– дискримінант рівний нулю, отже корінь буде лише один.

x = /-b/2a;

x = /-2/2 = -1



Розв'язування неповних квадратних рівнянь

Доволі часто зустрічаються неповні квадратні рівняння. Їх є три види:

1) ax2 = 0; b = 0, c = 0

В такому випадку коефіцієнт «а» просто зникає. Оскільки він буде або множитися або ділити нуль і в обох випадках результат буде нуль. І не має значення чи число було додатнім чи від’ємним.

x2 = 0

x = 0

Наприклад:

-7x2 = 0

x2 = 0 : (-7)

x2 = 0

x = 0

2) ax2 + c = 0; b = 0

У випадку коли не має числа з «х» необхідно перенести число у праву частину рівняння. Тобто розділити число з та число

ax2 = -c

Після цього необхідно розділити число на число, що стоїть біля (звісно ж якщо воно є. Якщо біля стоїть просто знак то число просто змінить свій знак на протилежний).

x2 = -/c/a

Тут є два варіанти:

1. Якщо число є більшим за нуль тоді:

x1 = /c/a
x2 = -/c/a

Якщо число є меншим за нуль тоді:

Рівняння не має дійсних коренів.

Наприклад:

-4x2 = -16

x2 = -16 : (-4)

x2 = 4

Оскільки є більшим за нуль, то отримаємо такі розв'язки:

x = ±√4 = ±2

x1 = 2

x2 = -2

2x2 = -8

x2 = -8 : 2

x2 = -4

Оскільки є меншим за нуль, то рівняння не має дійсних розв'язків.

3) ax2 + bx = 0; c = 0

Необхідно в першу чергу винести спільний множник. У цьому випадку спільний множник це (у випадку, коли, ще можна винести якесь число як спільний множник, то можна цього не робити).

x(ax + b) = 0

В такому випадку маємо два корені:

x1 = 0

ax2 + b = 0; ⇒ ax2 = -b; ⇒ x2 = -/b/a

Наприклад:

4x2 + 16x = 0

x(4x - 16) = 0

Також можна винести тоді отримаємо:

Звідси отримаємо такі розв'язки:

x1 = 0

4x2 - 16 = 0

4x2 = 16

x2 = 16 : 4

x2 = 4

Розглянемо декілька прикладів:

1) 3x2 = 0; - як видно коефіцієнти та є рівними нулю. Отже це перший випадок неповного квадратного рівняння.

Розв’язок:

x2 = 0

x = 0

2) 3x2 + 9 = 0

Зверніть увагу. Тут не має аргументу з «x». Тобто дане рівняння є другим випадком неповного квадратного рівняння. Розв’яжемо його. Перенесемо відомі в праву частину рівняння.

3x2 = -9

Тепер виразимо розділивши на

x2 = -9 ∶ 3

x2 = -3

От же в правій частині вийшло число менше нуля Це означає, що рівняння не має дійсних коренів.

3) 2x2 - 3x = 0

У цьому рівнянні не має числа без Отже це третій випадок неповного квадратного рівняння. Розв’яжемо його.

Винесемо

x(2x – 3) = 0

З відси отримаємо два корені:

або

2x2 = 3

x2 = 3:2 = 1,5

Отже маємо два корені:



Теорема Вієта

Якщо у вас повне квадратне рівняння або (коли коефіцієнт «а» рівний одиниці то таке квадратне рівняння називається зведеним). Якщо у таких рівняннях дискримінант буде додатнім, то такі рівняння можна розв’язати користуючись теоремою Вієта.

1) ax2 + bx + c = 0

Для такого рівняння корені можна записати так:

x1 + x2 = /-b/a; x1 · x2 = /c/a

2) x2 + px + q = 0

Для такого:

x1 + x2 = -p; x1 · x2 = q

x1, x2 – корені рівняння.

Якщо об’єднати рівняння з коренями, отримаємо систему рівнянь з двома невідомими розв’язавши яку знайдемо корені рівняння. Отже будемо мати такі системи (спосіб системи варто використовувати коли вже є відомий один із розв'язків):

Для першого рівняння:

{x1 + x2 = -b:a x1x2 = c:a

Для другого:

{x1 + x2 = -p x1x2 = q

Розв’яжемо рівняння:

x2 - 10x + 21 = 0

– дискримінант додатній, отже можна розв’язати за допомогою Вієта

x1 + x2 = -(-10) = 10;

x1 · x2 = 21

Тут можна помітити, що і Отже корені рівняння такі:

x1 = 3; x2 = 7

За допомогою теореми Вієта можна знаходити коефіцієнти рівняння. Розглянемо такий приклад:

Один з коренів рівняння дорівнює Необхідно знайти коефіцієнт «b» та другий корінь.

Розв’язання:

За умовою – корінь рівняння Нехай - другий корінь цього рівняння. За теоремою Вієта Враховуючи, що маємо:

{2 + x2 = -b 2x2 = -12
{2 + x2 = -b x2 = -6
{2 - 6 = -b x2 = -6
{b = 4 x2 = -6


Розкладання тричлена на множники

Якщо – корені квадратного тричлена то його можна розкласти на множники. Це виглядає так:

Розглянемо на прикладах. Знайдіть корені самостійно та перевірте їх з нашими. Необхідно розкласти на множники квадратний тричлен:

1) -2x2 -3x + 5

– корені цього рівняння є тому отримаємо такий результат:

2) 2x2 - 12x + 18

– корені рівняння є тобто корені збігаються.

3) x2 - 2x + 7

– не має дійсних коренів. Тому квадратний тричлен не можна розкласти на лінійні множники на множині дійсних чисел.

Розкладання на множники часто застосовується якщо необхідно скоротити дроби в яких у чисельнику та знаменнику є многочлени.

Наприклад. Необхідно скоротити дріб:

2x2 - 2x - 4x2 - 4

Розкладемо на множники та скоротимо по можливості. Ви проробіть це самостійно для засвоєння матеріалу.