Baza wiedzy

Zbiór informacji z matematyki oraz fizyki przygotowany przez Szkołę Maturzystów

Równania prowadzące to równań kwadratowych

Przykład: Rozwiąż równania:

  1. -4x4-4x2+3=0

  2.   = 5

     

  1. Takie równanie ax4+bx2+c nazywamy równaniem dwukwadratowym, aby je rozwiązać musimy skorzystać z niewiadomej pomocniczej t, a dokładniej za x2 podstawić naszą niewiadomą t, więc mamy:


    t=x2


    t2=x4, podstawiając do naszego wzoru otrzymujemy:


    -4t2-4t+3=0, a to jest świetnie nam znane równanie kwadratowe które bez problemu obliczymy:


    ∆=16+48=64


    =8


    t1= -3/2 , t2=, następnym krokiem będzie podstawienie wartości t do x2:


    x2=- (sprzeczne)


    x2=zatem 


     lub 

     

    Czyli rozwiązaniami naszego równania są liczby 

     

     

  2. Jeżeli widzimy niewiadomą pod pierwiastkiem ZAWSZE zaczynamy od wyznaczenia dziedziny, jak wiemy liczba pod pierwiastkiem nie może być ujemna:

x-2≥0

x≥2, więc dziedziną jest przedział <2,+∞)

Teraz korzystamy z niewiadomej pomocniczej t:

t=

t2=, podstawiamy do naszego równania:

4+t2=5t, przerzucamy wszystko na jedną stronę i porządkujemy:

t2-5t+4=0, rozwiązujemy jak równanie kwadratowe:

∆=25-16=9

=3

t1=1, t2=4, więc mamy:

1= lub 4= 

Podnosimy obie strony do potęgi 4, bo wiemy że po obu stronach są liczby nieujemne:

1=x-2 lub 256=x-2

x=3 lub x=258

Oba rozwiązania należą do dziedziny, więc rozwiązaniami równania są liczby 3 i 258.

W przypadku zadań w których mamy postać ax4+bx2+c, możemy wyprowadzić ogólne warunki, w zależności od miejsc zerowych:

  1. Zero rozwiązań (Będziemy się posługiwać zmienną pomocniczą t)

    a≠0, ∆<0, wtedy równanie nie będzie miało rozwiązań,


    Lub

    a≠0, ∆=0,  t0<0, pamiętając że t=x2

    Lub

    a≠0, ∆>0,  t1 i t2 <0

    Lub

    a=0, b<0, c<0

    Lub

    a=0, b>0, c>0

    Lub

    a=0, b=0, c≠0

  2. Jedno rozwiązanie:

    a≠0, ∆=0, t0=0,

    Lub

    a≠0, ∆>0, t1*t2<0

    Lub

    a=0, c=0

  3. Dwa rozwiązania:


    a≠0, ∆=0, t0>0

    Lub

    a≠0, ∆>0, t1*t2<0, czyli rozwiązania o przeciwnych znakach.

    Lub

    a=0, b<0, c>0,

    Lub

    a=0, b>0, c<0

  4. Trzy rozwiązania:

    a≠0, ∆>0, t1*t2=0, t1+t2>0, czyli jedno z rozwiązań równe zero.

  5. Cztery rozwiązania:

    a≠0, ∆>0, t1*t2>0, t1+t2>0, 2 rozwiązania dodatnie

  6. Nieskończenie wiele rozwiązań:

    a=0, b=0, c=0


    Zadania do zrobienia


    1. Rozwiąż równanie:

    4 2

    Odp.

     

    2. Rozwiąż równanie:

    4 +  (2 )2 2

    Odp.

     

    3. Rozwiąż równanie:

    Odp. równanie sprzeczne; wskazówka: podstaw  gdzie

     

    4. Rozwiąż równanie:

    x2 - 2 - 2 = 0

    Odp.               wskazówka: podstaw