Baza wiedzy

Zbiór informacji z matematyki oraz fizyki przygotowany przez Szkołę Maturzystów

Równania kwadratowe

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

  1. (2x-5)2=(x+3)(x-2)

  2. 3x2+9=0

  3. x2-12x+6=0

  4. (x-2)(x+5)= -x+1

  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 

  1. 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.

  2. 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-

  1. 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.


Zadania do zrobienia


 1. Rozwiąż równania:

a)  

b)  

 Odp.      a)         b)

 

2. Aby rozwiązać równanie kwadratowe , możemy skorzystać ze wzoru skróconego mnożenia    w następujący sposób:

2

2 2

            

                         

                           

Postępując analogicznie, rozwiąż równania:

a) 2

b) 2

 Odp.      a)        b)

 

3. Aby rozwiązać równanie 2możemy przedstawić jego lewą stronę jako różnice kwadratów w następujący sposób:

2

2

2

2 2

                   

            

Postępując analogicznie, rozwiąż równanie:

2

 Odp.

 

4. Równanie kwadratowe mające postać  możemy rozwiązać, stosując prawo rozdzielności mnożenia względem dodawania  w następujący sposób:

                   

                          

Postępując analogicznie, rozwiąż równanie:

 Odp

 

5. Rozwiąż równanie:

 Odp.