Երբեմն ոչ թե պատրաստի թվային տեսքով է հանդես գալիս քառակուսային (քառակուսի) հավասարումը՝ x2-10x+7=0, այլ պարզապես խնդրի պայմաններից է այն բխում և խնդրի լուծման համար անհրաժեշտ է լինում լուծել քառակուսի հավասարում։
Օրինակ․՝ “Գտնել երկու թվեր, եթե գիտենք, որ դրանց գումարը հավասար է 20-ի, իսկ արտադրյալը՝ 96”։
Լուծում՝ Թվերից մեկը նշանակենք x-ով, իսկ մյուսը կլինի՝ 20-x, այդ դեպքում կունենանք, որ x (20-x)=96,բացելով փակագծերը, կստանանք քառակուսային հավասարում 20x-x2=96, ձևափոխելով՝ x2-20x+96=0 և լուծելով հավասարումը, կունենանք։ Այսինքն, պատասխանը կլինի 8 և 1 Առաջդրանքներ։
Ֆրանսուա Վիետ՝ (1540 -1603) ֆրանսիացի մաթեմատիկոս, կրթությամբ իրավաբան:
Այս թեորեմի միջոցով լուծում են քառակուսային հավասարումներ:Առավել հարմար է Վիետիթեորեմը կիրառել բերված տեսքի հավասարումների (երբ a=1)։
Եթե x2+px+q=0 բերված տեսքի քառակուսային հավասարման տարբերիչը ոչ բացասական է, ապա՝ {x1⋅x2=q x1+x2=−p, որտեղ x1 -ը և x2 -ը x2+px+q=0 հավասարման արմատներն են:
Օրինակ՝ Լուծենք հետևյալ հավասարումը:
x2−14x+40=0,{x1⋅x2=40 x1+x2=14 x1=10,x2=4
Վիետի թեորեմը տեղի ունի նաև ընդհանուր դեպքում, երբ a≠1
Եթե ax2+bx+c=0 քառակուսային հավասարման տարբերիչը ոչ բացասական է ապա՝
{x1⋅x2=c/a x1+x2=−b/a, որտեղ x1 -ը և x2 -ը ax2+bx+c=0 հավասարման արմատներն են:Իրոք, ընդհանուր դեպքը գալիս է բերված տեսքի դեպքին, եթե հավասարումը բաժանել a -ի վրա՝
ա) x = 2, x = 4: բ) x = 5, x = -3: գ) x = 4, x = 2: դ) x = 5, x = -3: ե) x = -3, x = -17: զ) x = 23, x = -1: է) x = -10 + √31 , x = -10 — x √31: ը) x = 1, x = -21:
2․ Լուծել հավասարումները․
ա) x = 2; բ) Դատարկ բազմություն: գ) x = 2, x = 0,5: դ) x = 1/3: ե) x = -4, x = -12: զ) x = 11, x = -2: է) դատարկ բազմություն: ը)դատարկ բազնություն:
3․ Լուծել հավասարումները․
ա) x = -1 + √17/2, x = 1 — √17/2: բ) x = 8, x = -3: գ) x = 2, x = 1: դ) x = 7, x = 6: ե) x = 6, x = -4: զ) x = 6, x = -4: է) x = -3, x = -8: ը) x = 11, x = -6:
ax2+bx+c=0 տեսքի հավասարումը, որտեղ a -ն, b -ն և c -ն տրված թվեր են, և a≠0, անվանում են քառակուսային (քառակուսի) հավասարում:
Օրինակ
2x2+3x−8=0, −3x2+2x+1=0, x2+5x=0, 2x2−4=0, 25x2=0 հավասարումները քառակուսային հավասարումների օրինակներ են:
a թիվն անվանում են ավագ անդամի՝ x2 -ու գործակից, b թիվը՝ x -ի գործակից, c -ն՝ ազատ անդամ:
Քանի որ a≠0, ապա ցանկացած քառակուսային հավասարում ունի ax2 ավագ անդամը: Այդ պատճառով քառակուսային հավասարումն անվանում են նաև երկրորդ աստիճանի հավասարում:
Քառակուսային հավասարման ուսումնասիրման հարցերում կարևոր դեր է խաղում հետևյալ թիվը՝ D=b2−4ac
D=b2−4ac թիվն անվանում են ax2+bx+c=0 քառակուսային հավասարման տարբերիչ կամ՝ դիսկրիմինանտ:
Օրինակ
1) 2x2−3x−5=0 հավասարման մեջ a=2 -ը x2 -ու գործակիցն է, b=−3 -ը՝ x -ի գործակիցը, իսկ c=−5 -ը՝ ազատ անդամը: Հաշվենք տարբերիչը` D=(−3)2−4⋅2⋅(−5)=9+40=49
Реклама
2) x2−7=0 հավասարման մեջ b=0, այդ պատճառով էլ չկա x պարունակող անդամը: x2 -ու գործակիցը a=1 -ն է, իսկ ազատ անդամը՝ c=−7: Տարբերիչը հավասար է՝ D=−4⋅(−7)=28
Հիշենք, որ
x անհայտով հավասարման արմատ կամ լուծում անվանում են այն թիվը, որը հավասարման մեջ x -ի փոխարեն տեղադրելով ստացվում է ճիշտ թվային հավասարություն:
Լուծել հավասարումը՝ նշանակում է գտնել նրա բոլոր արմատները կամ ցույց տալ, որ արմատներ չկան:
Ուշադրություն
Եթե ax2+bx+c=0 տեսքի հավասարման մեջ a=0, այսինքն, չկա x2 պարունակող անդամը, ապա հավասարումը քառակուսային չէ:
Վերջին երեք օրինակներում a≠0 (այսինքն, դրանք քառակուսային հավասարումներ են), սակայն՝
x2+2x=0 հավասարման մեջ c=0
2x2−6=0 հավասարման մեջ b=0
12x2=0 հավասարման մեջ երկուսն էլ զրո են՝ b=0, c=0
Այս օրինակներում բերվածները կոչվում են թերի հավասարումներ:
Քառակուսային հավասարումը կոչվում է թերի, եթե b և c թվերից գոնե մեկը հավասար է զրոյի:
Օրինակ
Լուծենք հետևյալ թերի հավասարումները՝
1) x2+3x=0
x2+3x=0 x(x+3)=0 x=0 x=−3
Պատասխան՝ x=0,x=−3
2) 2x2−8=0
2x2−8=0 x2−4=0 (x−2)(x+2)=0 x1=2 x2=−2
Պատասխան՝ x1=2,x2=−2
3) 7x2=0
7x2=0 x2=0 x=0
Պատասխան՝ x=0
Հարցեր և առաջադրանքներ։
1․ Ո՞ր հավասարումն է կոչվում քառակուսային։
ax2+bx+c=0 տեսքի հավասարումը, որտեղ a -ն, b -ն և c -ն տրված թվեր են, և a≠0, անվանում են քառակուսային (քառակուսի) հավասարում:
2․ Ինչպե՞ս են հաշվում քառակուսային հավասարման տարբերիչը։
D=b2−4ac:
3․ Ո՞ր հավասարումն է կոչվում թերի քառակուսային։
Քառակուսային հավասարումը կոչվում է թերի, եթե b և c թվերից գոնե մեկը հավասար է զրոյի:
4․ Կազմել ax2+bx+c=0 քառակուսային հավասարում, եթե նրա գործակիցները հավասար են․
ա) x = 1, x = -1. բ) x = 0. գ) x = 0, x = 1. դ) x = 0, x = -3. ե) x = 3, x = -2. զ) x = -5, x = 7. է) x = 0, x = 0,5. ը) x = 0, x = -2. թ) x = 8, x = -5. ժ) x = -1, x = 4.
7․ Լուծել հավասարումները․
ա) x = 0, x = 4. բ) x = 0, x = -6. գ) x = 0, x = -1/3. դ) x = 0, x = 0,5. ե) x = 0, x = -3. զ) x = 0, x = 2. է) x = 0, x = 5/7. ը) x = 0, x = 3/11. թ) x = 0, x = 6.
8․ Լուծել հավասարումները․
ա) x = ±√3. բ) x = ±√5. գ) x = ±√3. դ) x = ±√50. ե) x = ±√3/2. զ) Դատարկ բազմություն: է) x = ±48. ը) x = ±5, 6. թ) x = ±200.
Եթե անհավասարման անհայտը գտնվում է քառակուսի արմատի նշանի տակ, ապա այդպիսի անհավասարումը անվանում ենիռացիոնալ:
Սովորենք լուծել պարզագույն իռացիոնալ հավասարումները: Պարզագույն իռացիոնալ անհավասարումներն են՝ √x<a և √x>a, որտեղ a -ն տրված իրական թիվ է:
Դիտարկենք √x<a անհավասարումը:
1) Եթե a≤0, ապա թվաբանական քառակուսի արմատի սահմանման համաձայն, անհավասարումը լուծում չունի:
2) Եթե a>0, ապա պետք է անհավասարումը բարձրացնել քառակուսի և պահանջել, որ արմատն իմաստ ունենա (արմատատակ թիվը լինի ոչ բացասական): Եկանք հետևյալ համակարգին՝
Որպես պատասխան ստանում ենք հետևյալ կրկնակի անհավասարումը՝ 0≤x<a2
Դիտարկենք √x>a անհավասարումը:
1) Եթե a<0, ապա ձախից ոչ բացասական թիվ է, իսկ աջից՝ բացասական: Անհավասարումը միշտ ճիշտ է, եթե արմատն իմաստ ունի:
Հետևաբար այս դեպքում անհավասարման պատասխանը ԹԱԲ -ն է՝ [0;+∞)
2) Եթե a≥0, ապա պետք է անհավասարումը բարձրացնել քառակուսի և պահանջել, որ արմատն իմաստ ունենա (արմատատակ թիվը լինի ոչ բացասական): Գալիս ենք հետևյալ համակարգին՝
Որպես պատասխան ստանում ենք հետևյալ անհավասարումը՝ x>a2
Նման ձևով վարվելով՝ կարելի է լուծել պարզագույն ոչ խիստ անհավասարումները:
√x ≤a անհավասարման դեպքում գալիս ենք հետևյալ եզրակացություններին:
1) Եթե a<0, լուծում չկա:
2) Եթե a≥0, ապա x∈[0;a2]
√x ≥ a անհավասարման դեպքում գալիս ենք հետևյալ եզրակացություններին:
1) Եթե a<0, պատասխանը ԹԱԲ -ն է՝ [0;+∞)
2) Եթե a≥0, ապա x∈[a2;+∞)
Օրինակ
Լուծենք √2x−1<3 իռացիոնալ անհավասարումը:
1) Սկզբում գտնենք ԹԱԲ -ը՝ 2x−1≥0
2) Երկու մասերը բարձրացնենք քառակուսի՝ (√2x−1)2❤2
3) Եկանք հետևյալ համակարգին՝
4) Լուծենք ստացված համակարգը՝
5) Պատասխանը ստացված բազմությունների հատումն է՝ x∈[0.5;5)
Եթե հավասարման անհայտը գտնվում է քառակուսի արմատի նշանի տակ, ապա այդպիսի հավասարումը անվանում են իռացիոնալ:
Կյանքի շատ իրավիճակներ նկարագրվում են իռացիոնալ հավասարումներով: Ուստի, սովորենք լուծել գոնե պարզագույն իռացիոնալ հավասարումները:
Դիտարկենք
Եթե հավասարման անհայտը գտնվում է քառակուսի արմատի նշանի տակ, ապա այդպիսի հավասարումը անվանում են իռացիոնալ:
Կյանքի շատ իրավիճակներ նկարագրվում են իռացիոնալ հավասարումներով: Ուստի, սովորենք լուծել գոնե պարզագույն իռացիոնալ հավասարումները:
Դիտարկենք √2x+1=3 իռացիոնալ հավասարումը:
Ըստ քառակուսի արմատի սահմանման, այն նշանակում է, որ 2x+1=32: Փաստորեն, քառակուսի բարձրացնելով, տրված իռացիոնալ հավասարումը բերեցինք 2x+1=9 գծային հավասարմանը:
Ուշադրություն
Քառակուսի բարձրացնելը իռացիոնալ հավասարումների լուծման հիմնական եղանակն է:
Դա բնական է, եթե պետք է ազատվել քառակուսի արմատի նշանից:
2x+1=9 հավասարումից ստանում ենք՝ x=4: Սա միաժամանակ 2х+1=9 գծային և √2x+1=3 իռացիոնալ հավասարումների արմատն է:
Քառակուսի բարձրացնելու եղանակը տեխնիկապես բարդ չէ իրականացնել, սակայն երբեմն այն բերում է անցանկալի իրավիճակների:
Օրինակ
Դիտարկենք √2x−5=√4x−7 իռացիոնալ հավասարումը:
Երկու մասերը բարձրացնելով քառակուսի, ստանում ենք՝ (√2x−5)2=(√4x−7)2 2x−5=4x−7
Լուծելով ստացված 2x−4x=−7+5 հավասարումը, ստանում ենք x=1
Սակայն x=1, որը 2x−5=4x−7 գծային հավասարման արմատն է, չի բավարարում տրված իռացիոնալ հավասարմանը: Ինչո՞ւ: Իռացիոնալ հավասարման մեջ փոխարեն տեղադրենք 1: Կստանանք՝ √−3=√−3
Հավասարումը բնականաբար չի բավարարվում, քանի որ հավասարության ձախ և աջ մասերը իմաստ չունե
Ստացել ենք ավելորդ արմատ: Այսպիսի իրավիճակներում ասում ենք, որ x=1 -ը թույլատրելի արժեք չէ, կամ չի պատկանում թույլատրելի արժեքների բազմությանը: Դուրս եկավ, որ այս դեպքում, իռացիոնալ հավասարումը արմատ չունի, մինչդեռ քառակուսի բարձրացնելուց ստացված գծային հավասարումը արմատ ուներ:
Պետք է այսպիսի ավելորդ արմատները ժամանակին հայտնաբերել և չընդգրկել լուծումների մեջ՝ դեն նետել: Դա արվում է ստուգման միջոցով:
Իռացիոնալ հավասարումների համար, ստուգումը լուծման անհրաժեշտ փուլ է, որը օգնում է հայտնաբերել և դեն նետել ավելորդ արմատնելը:
Ուշադրություն
Այսպիսով, իռացիոնալ հավասարումը լուծելու համար պետք է՝
Կիրառելով այս եզրակացությունը, դիտարկենք հետևյալ օրինակը:
Օրինակ
Լուծենք √5x−16=2 հավասարումը:
1) Երկու մասերը բարձրացնենք քառակուսի՝ (√5x−16)2=22
2) Լուծենք ստացված հավասարումը՝
5x−16=4 5x=20 x=4
3) Կատարենք ստուգում: √5x−16=2 հավասարման մեջ տեղադրենք x=4: Ստանում ենք՝ √4=2 ճիշտ հավասարությունը:
4) Պատասխան՝ √5x−16=2 հավասարման լուծումը x=4 -ն է:
Հարցեր և առաջադրանքներ։
1․Ո՞ր հավասարումներն են կոչվում իռացիոնալ։
Եթե հավասարման անհայտը գտնվում է քառակուսի արմատի նշանի տակ, ապա այդպիսի հավասարումը անվանում են իռացիոնալ:
2․ Ինչպե՞ս են լուծում պարզագույն իռացիոնալ հավասարումները։
Այսպիսով, իռացիոնալ հավասարումը լուծելու համար պետք է՝ 1) այն բարձրացնել քառակուսի, 2) լուծել ստացված հավասարումը, 3) կատարել ստուգում՝ դեն նետելով ավելորդ արմատները, 4) գրել վերջնական պատասխանը:
3․ Լուծել հավասարումները։
ա) x = 9, բ) x = 0, գ) Դատարկ բազմություն: դ) x = 0.5, ե) x = 0.5, զ) x = -1, է) x = 44/3, ը) x = 48/5, թ) x = 7.
4․ Լուծել հավասարումները։
ա) x = 1/3, բ) x = -1/4, գ) x = -2, դ) x = -10, ե) x = 8/5, զ) x = -1/4.
5․ Լուծել հավասարումները․
249. x = 4, 250. x = 9, 251. x = 25, 252. x = -4, 253. x = 0, 254. x = 81, 255. x = 64, 256. x = դատարկ բազմություն: 257. x = 25, 258. x = 0, 259. x = դատարկ բազմություն: 260. x = 25, 261. x = 6, 262. x = 20, 263. x = 6, 264. x = 6, 265. x = 15, 266. x = 9, 267. x = 9/2, 268. x = 10, 269. x = 1, 270. x = դատարկ բազմություն, 271. x = 10/3, 272. x = 4/3, 273. x = 6, 274. Դատարկ բազմություն, 275. Դատարկ բազմություն, 276. x =7, 277. Դատարկ բազմություն, 278. x = 10, 279. Դատարկ բազմություն, 280. x = 3/4.