Zbiór informacji z matematyki oraz fizyki przygotowany przez Szkołę Maturzystów
Przykład: Rozwiąż równania:
-4x4-4x2+3=0
= 5
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 i
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:
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
Jedno rozwiązanie:
a≠0,
∆=0, t0=0,
Lub
a≠0,
∆>0, t1*t2<0
Lub
a=0,
c=0
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
Trzy rozwiązania:
a≠0,
∆>0, t1*t2=0, t1+t2>0, czyli
jedno z rozwiązań równe zero.
Cztery rozwiązania:
a≠0,
∆>0, t1*t2>0, t1+t2>0, 2
rozwiązania dodatnie
Nieskończenie wiele rozwiązań:
a=0, b=0, c=0
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