Zbiór informacji z matematyki oraz fizyki przygotowany przez Szkołę Maturzystów
Definicja 1: Równaniem kwadratowym (z niewiadomą x) nazywamy równanie, które można doprowadzić do postaci ax2+bx+c=0, przy czym a,b,c są ustalonymi liczbami rzeczywistymi oraz a≠0.
Czyli jeżeli mamy równanie kwadratowe, będziemy musieli obliczyć jego miejsca zerowe, co już doskonale umiemy. Tak samo jak w przypadku miejsc zerowych, ilość rozwiązań będzie zależała od delty.
Twierdzenie 1:
Równanie kwadratowe ax2+bx+c=0, gdzie a≠0 i ∆=b2-4ac:
Nie ma rozwiązań wtedy i tylko wtedy, gdy ∆<0
Ma
jedno rozwiązanie, x0=, wtedy i tylko wtedy gdy ∆=0
Ma
dwa rozwiązania, , x1= i
x2=
, wtedy i tylko wtedy, gdy ∆>0
Przykład: Rozwiąż równanie
(2x-5)2=(x+3)(x-2)
3x2+9=0
x2-12x+6=0
(x-2)(x+5)=
-x+1
Doprowadźmy obie strony do postaci ax2+bx+c:
4x2-20x+25=x2+x-6, uporządkujmy równanie:
3x2-21x+31=0, taki wzór doskonale znamy, liczymy deltę:
∆=441-4*3*31=69
x1=,
x2=
,
Więc naszymi rozwiązaniami równania są liczby
i
Możemy postąpić w taki sam sposób, ale trzeba być spostrzegawczym i zauważyć że można to równanie zmienić na 3x2=-9, jak wiemy, jeżeli podniesiemy do parzystej potęgi dowolną liczbę rzeczywistą, zawsze otrzymamy liczbę nieujemną, więc to równanie jest sprzeczne.
Można
tutaj skorzystać z liczenia delty i miejsc zerowych, ale można zauważyć że x2-12x+6=
(x-6)2-30, a (x-6)2-30=(x-6)2-2
co daję nam wzór; a2-b2=(a-b)(a+b), zatem mamy:
(x-6)2-2=0
(x-6-)(x-6+
)=0, więc nie musimy liczyć delty,
wystarczy każdy z nawiasów przyrównać do 0:
x-6-=0
lub x-6+
=0
x=6+
lub x=6-
,
Więc rozwiązaniami naszego równania są
liczby 6+ i
6-
Znów
moglibyśmy skorzystać z delty, ale chodzi o to byś poznał jak najwięcej
możliwości rozwiązywań równań kwadratowych, tym razem rozwiążemy to równanie
graficznie, a dokładniej naszkicujemy wykres funkcji kwadratowej (x-2)(x+5) i
wykres funkcji liniowej -x+1, jeżeli te wykresy się gdzieś
przecinają to znaczy że to równanie ma rozwiązanie, szkicujemy oba wykresy na
układzie współrzędnych:
,
Jak widać wykresy przecinają się w punktach x1=-5,5 i x2=2, więc liczby -5,5 i 2 są rozwiązaniami naszego równania.
1. Rozwiąż równania:
a)
b)
Odp. a)
2. Aby rozwiązać równanie kwadratowe
Postępując analogicznie, rozwiąż
równania:
a)
b)
Odp. a)
3. Aby rozwiązać równanie
Postępując analogicznie, rozwiąż
równanie:
Odp.
4. Równanie kwadratowe mające postać
Postępując analogicznie, rozwiąż
równanie:
Odp
5. Rozwiąż równanie:
Odp.
b)
, możemy skorzystać ze
wzoru skróconego mnożenia
w następujący sposób:
2
2
2
2
2
b)
2
możemy przedstawić jego
lewą stronę jako różnice kwadratów w następujący sposób:
2
2
2
2
2
2
możemy rozwiązać, stosując prawo rozdzielności
mnożenia względem dodawania
w następujący sposób: