“, тоест уравнения от първа степен. В този урок ще разгледаме това, което се нарича квадратно уравнениеи как да го решим.

Какво е квадратно уравнение?

важно!

Степента на уравнението се определя от най-високата степен, на която стои неизвестното.

Ако максималната степен, в която неизвестното е „2“, тогава имате квадратно уравнение.

Примери за квадратни уравнения

• 5x 2 − 14x + 17 = 0
• −x 2 + x +

  1

  3

  = 0
• х 2 + 0,25 х = 0
• x 2 − 8 = 0

важно!

Общата форма на квадратно уравнение изглежда така:

A x 2 + b x + c = 0

• „a“, „b“ и „c“ са дадени числа.
• „а“ е първият или най-високият коефициент;
• “b” е вторият коефициент;

"c" е свободен термин.

За да намерите „a“, „b“ и „c“, трябва да сравните вашето уравнение с общата форма на квадратното уравнение „ax 2 + bx + c = 0“.

Коефициенти c = 17 c = 8

Нека се упражним да определяме коефициентите "a", "b" и "c" в квадратни уравнения.	Уравнението
5x 2 − 14x + 17 = 0 а = 5 b = −14
−7x 2 − 13x + 8 = 0 a = −7 b = −13

1

3

= 0

• −x 2 + x +
• a = −1
• b = 1

  1

  3

c =

• х 2 + 0,25 х = 0
• а = 1
• b = 0,25

c = 0

• х 2 + 0,25 х = 0
• x 2 − 8 = 0
• b = 0

c = −8

Как се решават квадратни уравнения За разлика от линейните уравнения, за решаване на квадратни уравнения се използва специален метод..

формула за намиране на корени

Помня!

• За да решите квадратно уравнение, трябва:
• приведете квадратното уравнение в общата форма „ax 2 + bx + c = 0“. Тоест от дясната страна трябва да остане само „0“;

използвайте формула за корени:

Нека да разгледаме пример как да използваме формулата за намиране на корените на квадратно уравнение. Нека решим квадратно уравнение.

X 2 − 3x − 4 = 0 Уравнението „x 2 − 3x − 4 = 0“ вече е сведено до общата форма „ax 2 + bx + c = 0“ и не изисква допълнителни опростявания. За да го разрешим, просто трябва да кандидатстваме.

формула за намиране на корените на квадратно уравнение

Нека определим коефициентите "a", "b" и "c" за това уравнение.
Нека определим коефициентите "a", "b" и "c" за това уравнение.
Нека определим коефициентите "a", "b" и "c" за това уравнение.
Нека определим коефициентите "a", "b" и "c" за това уравнение.

x 1;2 =

Може да се използва за решаване на всяко квадратно уравнение.
Във формулата “x 1;2 = ” радикалният израз често се заменя

“b 2 − 4ac” за буквата “D” и се нарича дискриминант. Концепцията за дискриминант е разгледана по-подробно в урока „Какво е дискриминант“.

Нека да разгледаме друг пример за квадратно уравнение.

В тази форма е доста трудно да се определят коефициентите "a", "b" и "c". Нека първо редуцираме уравнението до общата форма “ax 2 + bx + c = 0”.

X 2 + 9 + x = 7x
x 2 + 9 + x − 7x = 0
x 2 + 9 − 6x = 0
x 2 − 6x + 9 = 0

Сега можете да използвате формулата за корените.

X 1;2 =
x 1;2 =
x 1;2 =
x 1;2 =
x =

6

2

х = 3
Отговор: x = 3

Има моменти, когато квадратните уравнения нямат корени. Тази ситуация възниква, когато формулата съдържа отрицателно число под корена.

В съвременното общество способността да се извършват операции с уравнения, съдържащи квадратна променлива, може да бъде полезна в много области на дейност и се използва широко на практика в научните и технически разработки. Доказателство за това може да се намери в дизайна на морски и речни плавателни съдове, самолети и ракети. С помощта на такива изчисления се определят траекториите на движение на голямо разнообразие от тела, включително космически обекти. Примери с решение на квадратни уравнения се използват не само в икономическото прогнозиране, при проектирането и строителството на сгради, но и в най-обикновените ежедневни обстоятелства. Те може да са необходими при туристически походи, на спортни събития, в магазини, когато правите покупки и в други много често срещани ситуации.

Нека разделим израза на съставните му множители

Степента на уравнението се определя от максималната стойност на степента на променливата, която изразът съдържа. Ако е равно на 2, тогава такова уравнение се нарича квадратно.

Ако говорим на езика на формулите, тогава посочените изрази, независимо как изглеждат, винаги могат да бъдат доведени до формата, когато лявата страна на израза се състои от три члена. Сред тях: ax 2 (т.е. променлива на квадрат с нейния коефициент), bx (неизвестно без квадрат с нейния коефициент) и c (свободен компонент, т.е. обикновено число). Всичко това от дясната страна е равно на 0. В случай, че на такъв полином липсва един от съставните му членове, с изключение на ос 2, той се нарича непълно квадратно уравнение. Примери за решаване на такива проблеми, стойностите на променливите, в които са лесни за намиране, трябва да бъдат разгледани първо.

Ако изразът изглежда така, сякаш има два члена от дясната страна, по-точно ax 2 и bx, най-лесният начин да намерите x е като поставите променливата извън скоби. Сега нашето уравнение ще изглежда така: x(ax+b). След това става очевидно, че или x=0, или проблемът се свежда до намиране на променлива от следния израз: ax+b=0. Това е продиктувано от едно от свойствата на умножението. Правилото гласи, че произведението на два фактора води до 0 само ако единият от тях е нула.

Пример

x=0 или 8x - 3 = 0

В резултат на това получаваме два корена на уравнението: 0 и 0,375.

Уравнения от този вид могат да опишат движението на тела под въздействието на гравитацията, които са започнали да се движат от определена точка, взета за начало на координатите. Тук математическата нотация приема следната форма: y = v 0 t + gt 2 /2. Чрез заместване на необходимите стойности, приравняване на дясната страна на 0 и намиране на възможни неизвестни, можете да разберете времето, което минава от момента, в който тялото се издига до момента, в който пада, както и много други количества. Но ще говорим за това по-късно.

Факторизиране на израз

Описаното по-горе правило позволява решаването на тези проблеми в по-сложни случаи. Нека да разгледаме примери за решаване на квадратни уравнения от този тип.

X 2 - 33x + 200 = 0

Този квадратен трином е пълен. Първо, нека трансформираме израза и го разложим на множители. Има два от тях: (x-8) и (x-25) = 0. В резултат на това имаме два корена 8 и 25.

Примерите за решаване на квадратни уравнения в 9 клас позволяват този метод да намери променлива в изрази не само от втория, но дори от третия и четвъртия ред.

Например: 2x 3 + 2x 2 - 18x - 18 = 0. Когато разлагаме дясната страна на множители с променлива, има три от тях, а именно (x+1), (x-3) и (x+ 3).

В резултат на това става очевидно, че това уравнение има три корена: -3; -1; 3.

Корен квадратен

Друг случай на непълно уравнение от втори ред е израз, представен на езика на буквите по такъв начин, че дясната страна е конструирана от компонентите ax 2 и c. Тук, за да се получи стойността на променливата, свободният член се прехвърля в дясната страна и след това квадратният корен се извлича от двете страни на равенството. Трябва да се отбележи, че в този случай обикновено има два корена на уравнението. Единствените изключения могат да бъдат равенства, които изобщо не съдържат член с, където променливата е равна на нула, както и варианти на изрази, когато дясната страна се окаже отрицателна. В последния случай изобщо няма решения, тъй като горните действия не могат да бъдат извършени с корени. Трябва да се разгледат примери за решения на квадратни уравнения от този тип.

В този случай корените на уравнението ще бъдат числата -4 и 4.

Изчисляване на площта на земята

Необходимостта от този вид изчисления се е появила в древни времена, тъй като развитието на математиката в онези далечни времена до голяма степен се определя от необходимостта да се определят с най-голяма точност площите и периметрите на парцелите.

Трябва също така да разгледаме примери за решаване на квадратни уравнения въз основа на проблеми от този вид.

И така, да кажем, че има правоъгълен парцел земя, чиято дължина е с 16 метра по-голяма от ширината. Трябва да намерите дължината, ширината и периметъра на обекта, ако знаете, че площта му е 612 m2.

За да започнем, нека първо създадем необходимото уравнение. Нека означим с x ширината на областта, тогава нейната дължина ще бъде (x+16). От написаното следва, че площта се определя от израза x(x+16), който според условията на нашата задача е 612. Това означава, че x(x+16) = 612.

Решаването на пълни квадратни уравнения, а този израз е точно това, не може да се направи по същия начин. Защо? Въпреки че лявата страна все още съдържа два фактора, техният продукт изобщо не е равен на 0, така че тук се използват различни методи.

Дискриминанта

Първо, ще направим необходимите трансформации, след което външният вид на този израз ще изглежда така: x 2 + 16x - 612 = 0. Това означава, че сме получили израза във форма, съответстваща на предварително зададения стандарт, където a=1, b=16, c= -612.

Това може да е пример за решаване на квадратни уравнения с помощта на дискриминант. Тук се правят необходимите изчисления по схемата: D = b 2 - 4ac. Това спомагателно количество не само дава възможност да се намерят необходимите количества в уравнение от втори ред, но определя броя на възможните опции. Ако D>0, има две от тях; за D=0 има един корен. В случай Д<0, никаких шансов для решения у уравнения вообще не имеется.

За корените и тяхната формула

В нашия случай дискриминантът е равен на: 256 - 4(-612) = 2704. Това предполага, че нашият проблем има отговор. Ако знаете k, решението на квадратни уравнения трябва да продължи с формулата по-долу. Позволява ви да изчислите корените.

Това означава, че в представения случай: x 1 =18, x 2 =-34. Вторият вариант в тази дилема не може да бъде решение, тъй като размерите на парцела не могат да бъдат измерени в отрицателни величини, което означава, че x (т.е. ширината на парцела) е 18 m. Оттук изчисляваме дължината: 18 +16=34, а периметър 2(34+ 18)=104(m2).

Примери и задачи

Продължаваме с изучаването на квадратни уравнения. Примери и подробни решения на някои от тях ще бъдат дадени по-долу.

1) 15x 2 + 20x + 5 = 12x 2 + 27x + 1

Нека преместим всичко в лявата страна на равенството, да направим трансформация, тоест ще получим типа уравнение, което обикновено се нарича стандартно, и ще го приравним към нула.

15x 2 + 20x + 5 - 12x 2 - 27x - 1 = 0

Добавяйки подобни, ние определяме дискриминанта: D = 49 - 48 = 1. Това означава, че нашето уравнение ще има два корена. Нека ги изчислим по горната формула, което означава, че първото от тях ще бъде равно на 4/3, а второто на 1.

2) Сега нека разрешим мистерии от различен вид.

Нека разберем дали тук има корени x 2 - 4x + 5 = 1? За да получим изчерпателен отговор, нека редуцираме полинома до съответната обичайна форма и изчислим дискриминанта. В горния пример не е необходимо да се решава квадратното уравнение, защото това изобщо не е същността на проблема. В този случай D = 16 - 20 = -4, което означава, че наистина няма корени.

Теорема на Виета

Удобно е да се решават квадратни уравнения, като се използват горните формули и дискриминантът, когато квадратният корен се взема от стойността на последния. Но това не винаги се случва. Има обаче много начини за получаване на стойностите на променливите в този случай. Пример: решаване на квадратни уравнения с помощта на теоремата на Виета. Тя носи името на живялия през 16 век във Франция и направил блестяща кариера благодарение на математическия си талант и връзки в двора. Неговият портрет можете да видите в статията.

Моделът, който известният французин забеляза, беше следният. Той доказа, че корените на уравнението се събират числено до -p=b/a, а произведението им съответства на q=c/a.

Сега нека разгледаме конкретните задачи.

3x 2 + 21x - 54 = 0

За простота, нека трансформираме израза:

x 2 + 7x - 18 = 0

Нека използваме теоремата на Виета, това ще ни даде следното: сумата от корените е -7, а произведението им е -18. От тук получаваме, че корените на уравнението са числата -9 и 2. След проверка ще се уверим, че стойностите на тези променливи наистина се вписват в израза.

Парабола и уравнение

Понятията квадратна функция и квадратни уравнения са тясно свързани. Примери за това вече бяха дадени по-рано. Сега нека разгледаме малко по-подробно някои математически гатанки. Всяко уравнение от описания тип може да бъде представено визуално. Такава зависимост, начертана като графика, се нарича парабола. Различните му видове са представени на фигурата по-долу.

Всяка парабола има връх, тоест точка, от която излизат нейните клонове. Ако a>0, те отиват високо до безкрайност, а когато a<0, они рисуются вниз. Простейшим примером подобной зависимости является функция y = x 2 . В данном случае в уравнении x 2 =0 неизвестное может принимать только одно значение, то есть х=0, а значит существует только один корень. Это неудивительно, ведь здесь D=0, потому что a=1, b=0, c=0. Выходит формула корней (точнее одного корня) квадратного уравнения запишется так: x = -b/2a.

Визуалните представяния на функции помагат за решаването на всякакви уравнения, включително квадратни. Този метод се нарича графичен. И стойността на променливата x е абсцисната координата в точките, където линията на графиката се пресича с 0x. Координатите на върха могат да бъдат намерени с помощта на току-що дадената формула x 0 = -b/2a. И чрез заместване на получената стойност в първоначалното уравнение на функцията, можете да разберете y 0, тоест втората координата на върха на параболата, която принадлежи на ординатната ос.

Пресечната точка на клоновете на парабола с абсцисната ос

Има много примери за решаване на квадратни уравнения, но има и общи модели. Нека да ги разгледаме. Ясно е, че пресичането на графиката с оста 0x за a>0 е възможно само ако 0 приема отрицателни стойности. И за а<0 координата у 0 должна быть положительна. Для указанных вариантов D>0. В противен случай D<0. А когда D=0, вершина параболы расположена непосредственно на оси 0х.

От графиката на параболата можете да определите и корените. Обратното също е вярно. Тоест, ако не е лесно да получите визуално представяне на квадратична функция, можете да приравните дясната страна на израза на 0 и да решите полученото уравнение. И знаейки точките на пресичане с оста 0x, е по-лесно да се изгради графика.

От историята

Използвайки уравнения, съдържащи квадратна променлива, в старите времена те не само правеха математически изчисления и определяха площите на геометричните фигури. Древните са имали нужда от такива изчисления за големи открития в областта на физиката и астрономията, както и за правене на астрологични прогнози.

Както предполагат съвременните учени, жителите на Вавилон са били едни от първите, които решават квадратни уравнения. Това се случи четири века преди нашата ера. Разбира се, техните изчисления бяха коренно различни от приетите в момента и се оказаха много по-примитивни. Например месопотамските математици нямаха представа за съществуването на отрицателни числа. Не бяха запознати и с други тънкости, които всеки съвременен ученик знае.

Може би дори по-рано от учените от Вавилон, мъдрецът от Индия Баудхаяма започва да решава квадратни уравнения. Това се случи около осем века преди ерата на Христос. Вярно е, че уравненията от втори ред, методите за решаване на които той даде, бяха най-простите. Освен него китайските математици също са се интересували от подобни въпроси навремето. В Европа квадратните уравнения започват да се решават едва в началото на 13 век, но по-късно те са използвани в своите трудове от такива велики учени като Нютон, Декарт и много други.

С тази математическа програма можете решаване на квадратно уравнение.

Програмата не само дава отговор на проблема, но също така показва процеса на решаване по два начина:
- използване на дискриминант
- използване на теоремата на Vieta (ако е възможно).

Освен това отговорът се показва като точен, а не приблизителен.
Например за уравнението \(81x^2-16x-1=0\) отговорът се показва в следната форма:

$$ x_1 = \frac(8+\sqrt(145))(81), \quad x_2 = \frac(8-\sqrt(145))(81) $$ и не по този начин: \(x_1 = 0,247; \quad x_2 = -0,05\)

Тази програма може да бъде полезна за ученици от гимназията в общообразователните училища при подготовка за тестове и изпити, при проверка на знанията преди Единния държавен изпит и за родители за контрол на решаването на много задачи по математика и алгебра. Или може би ви е твърде скъпо да наемете учител или да купите нови учебници? Или просто искате да си свършите домашното по математика или алгебра възможно най-бързо? В този случай можете да използвате и нашите програми с подробни решения.

По този начин можете да провеждате собствено обучение и/или обучение на вашите по-малки братя или сестри, докато нивото на образование в областта на решаването на проблеми се повишава.

Ако не сте запознати с правилата за въвеждане на квадратен полином, препоръчваме ви да се запознаете с тях.

Правила за въвеждане на квадратен многочлен

Всяка латинска буква може да действа като променлива.
Например: \(x, y, z, a, b, c, o, p, q\) и т.н.

Числата могат да се въвеждат като цели или дробни числа.
Освен това дробните числа могат да се въвеждат не само под формата на десетична, но и под формата на обикновена дроб.

Правила за въвеждане на десетични дроби.
При десетичните дроби дробната част може да бъде отделена от цялата част с точка или запетая.
Например можете да въведете десетични знаци по този начин: 2,5x - 3,5x^2

Правила за въвеждане на обикновени дроби.
Само цяло число може да действа като числител, знаменател и цяла част от дроб.

Знаменателят не може да бъде отрицателен.

При въвеждане на числова дроб числителят се отделя от знаменателя със знак за деление: /
Цялата част е отделена от дробта със знака амперсанд: &
Вход: 3&1/3 - 5&6/5z +1/7z^2
Резултат: \(3\frac(1)(3) - 5\frac(6)(5) z + \frac(1)(7)z^2\)

При въвеждане на израз можете да използвате скоби. В този случай при решаване на квадратно уравнение въведеният израз първо се опростява.
Например: 1/2(y-1)(y+1)-(5y-10&1/2)

=0

Реши

Беше открито, че някои скриптове, необходими за решаване на този проблем, не са заредени и програмата може да не работи.
Може да сте активирали AdBlock.
В този случай го деактивирайте и опреснете страницата.

JavaScript е деактивиран във вашия браузър.
За да се появи решението, трябва да активирате JavaScript.
Ето инструкции как да активирате JavaScript във вашия браузър.

защото Има много хора, желаещи да решат проблема, вашата заявка е на опашка.
След няколко секунди решението ще се появи по-долу.
Моля Изчакай сек...

Ако ти забеляза грешка в решението, тогава можете да пишете за това във формата за обратна връзка.
Не забравяй посочете коя задачавие решавате какво въведете в полетата.

Нашите игри, пъзели, емулатори:

Малко теория.

Квадратно уравнение и неговите корени. Непълни квадратни уравнения

Всяко от уравненията
\(-x^2+6x+1,4=0, \quad 8x^2-7x=0, \quad x^2-\frac(4)(9)=0 \)
изглежда като
\(ax^2+bx+c=0, \)
където x е променлива, a, b и c са числа.
В първото уравнение a = -1, b = 6 и c = 1,4, във второто a = 8, b = -7 и c = 0, в третото a = 1, b = 0 и c = 4/9. Такива уравнения се наричат квадратни уравнения.

Определение.
Квадратно уравнениесе нарича уравнение от формата ax 2 +bx+c=0, където x е променлива, a, b и c са някои числа и \(a \neq 0 \).

Числата a, b и c са коефициентите на квадратното уравнение. Числото a се нарича първи коефициент, числото b е втори коефициент, а числото c е свободен член.

Във всяко от уравненията под формата ax 2 +bx+c=0, където \(a\neq 0\), най-голямата степен на променливата x е квадрат. Оттук и името: квадратно уравнение.

Обърнете внимание, че квадратното уравнение се нарича още уравнение от втора степен, тъй като лявата му страна е полином от втора степен.

Нарича се квадратно уравнение, в което коефициентът на x 2 е равен на 1 дадено квадратно уравнение. Например дадените квадратни уравнения са уравненията
\(x^2-11x+30=0, \quad x^2-6x=0, \quad x^2-8=0 \)

Ако в квадратно уравнение ax 2 +bx+c=0 поне един от коефициентите b или c е равен на нула, тогава такова уравнение се нарича непълно квадратно уравнение. Така уравненията -2x 2 +7=0, 3x 2 -10x=0, -4x 2 =0 са непълни квадратни уравнения. В първия от тях b=0, във втория c=0, в третия b=0 и c=0.

Има три вида непълни квадратни уравнения:
1) ax 2 +c=0, където \(c \neq 0 \);
2) ax 2 +bx=0, където \(b \neq 0 \);
3) брадва 2 =0.

Нека разгледаме решаването на уравнения от всеки от тези типове.

За да решите непълно квадратно уравнение от формата ax 2 +c=0 за \(c \neq 0 \), преместете неговия свободен член в дясната страна и разделете двете страни на уравнението на a:
\(x^2 = -\frac(c)(a) \Rightarrow x_(1,2) = \pm \sqrt( -\frac(c)(a)) \)

Тъй като \(c \neq 0 \), тогава \(-\frac(c)(a) \neq 0 \)

Ако \(-\frac(c)(a)>0\), тогава уравнението има два корена.

Ако \(-\frac(c)(a) За решаване на непълно квадратно уравнение от вида ax 2 +bx=0 с \(b \neq 0 \) факторизираме лявата му страна и получаваме уравнението
\(x(ax+b)=0 \Rightarrow \left\( \begin(array)(l) x=0 \\ ax+b=0 \end(array) \right. \Rightarrow \left\( \begin (масив)(l) x=0 \\ x=-\frac(b)(a) \end(масив) \right.

Това означава, че едно непълно квадратно уравнение от формата ax 2 +bx=0 за \(b \neq 0 \) винаги има два корена.

Непълно квадратно уравнение от формата ax 2 =0 е еквивалентно на уравнението x 2 =0 и следователно има един корен 0.

Формула за корените на квадратно уравнение

Нека сега разгледаме как да решаваме квадратни уравнения, в които и двата коефициента на неизвестните и свободния член са различни от нула.

Нека решим квадратното уравнение в общ вид и в резултат ще получим формулата за корените. След това тази формула може да се използва за решаване на всяко квадратно уравнение.

Нека решим квадратното уравнение ax 2 +bx+c=0

Разделяйки двете страни на a, получаваме еквивалентното намалено квадратно уравнение
\(x^2+\frac(b)(a)x +\frac(c)(a)=0 \)

Нека трансформираме това уравнение, като изберем квадрата на бинома:
\(x^2+2x \cdot \frac(b)(2a)+\left(\frac(b)(2a)\right)^2- \left(\frac(b)(2a)\right)^ 2 + \frac(c)(a) = 0 \Стрелка надясно \)

\(x^2+2x \cdot \frac(b)(2a)+\left(\frac(b)(2a)\right)^2 = \left(\frac(b)(2a)\right)^ 2 - \frac(c)(a) \Rightarrow \) \(\left(x+\\frac(b)(2a)\right)^2 = \frac(b^2)(4a^2) - \frac( c)(a) \Rightarrow \left(x+\frac(b)(2a)\right)^2 = \frac(b^2-4ac)(4a^2) \Rightarrow \) \(x+\frac(b) )(2a) = \pm \sqrt( \frac(b^2-4ac)(4a^2) ) \Rightarrow x = -\frac(b)(2a) + \frac( \pm \sqrt(b^2) -4ac) )(2a) \Rightarrow \) \(x = \frac( -b \pm \sqrt(b^2-4ac) )(2a) \)

Коренният израз се нарича дискриминант на квадратно уравнение ax 2 +bx+c=0 ("дискриминант" на латински - дискриминатор). Обозначава се с буквата D, т.е.
\(D = b^2-4ac\)

Сега, използвайки дискриминантната нотация, пренаписваме формулата за корените на квадратното уравнение:
\(x_(1,2) = \frac( -b \pm \sqrt(D) )(2a) \), където \(D= b^2-4ac \)

Очевидно е, че:
1) Ако D>0, тогава квадратното уравнение има два корена.
2) Ако D=0, тогава квадратното уравнение има един корен \(x=-\frac(b)(2a)\).
3) Ако D По този начин, в зависимост от стойността на дискриминанта, едно квадратно уравнение може да има два корена (за D > 0), един корен (за D = 0) или да няма корени (за D Когато решавате квадратно уравнение, използвайки това формула, препоръчително е да направите следния начин:
1) изчислете дискриминанта и го сравнете с нула;
2) ако дискриминантът е положителен или равен на нула, тогава използвайте формулата за корен; ако дискриминантът е отрицателен, тогава запишете, че няма корени.

Теорема на Виета

Даденото квадратно уравнение ax 2 -7x+10=0 има корени 2 и 5. Сумата от корените е 7, а произведението е 10. Виждаме, че сумата от корените е равна на втория коефициент, взет с противоположния знак, а произведението на корените е равно на свободния член. Всяко редуцирано квадратно уравнение, което има корени, има това свойство.

Сумата от корените на редуцираното квадратно уравнение е равна на втория коефициент, взет с обратен знак, а произведението на корените е равно на свободния член.

Тези. Теоремата на Виета гласи, че корените x 1 и x 2 на редуцираното квадратно уравнение x 2 +px+q=0 имат свойството:
\(\left\( \begin(array)(l) x_1+x_2=-p \\ x_1 \cdot x_2=q \end(array) \right. \)

Продължаваме да изучаваме темата " решаване на уравнения" Вече се запознахме с линейните уравнения и преминаваме към запознаване квадратни уравнения.

Първо ще разгледаме какво е квадратно уравнение, как се записва в обща форма и ще дадем свързани определения. След това ще използваме примери, за да разгледаме подробно как се решават непълни квадратни уравнения. След това ще преминем към решаване на пълни уравнения, ще получим формулата на корена, ще се запознаем с дискриминанта на квадратно уравнение и ще разгледаме решения на типични примери. И накрая, нека проследим връзките между корените и коефициентите.

Навигация в страницата.

Какво е квадратно уравнение? Техните видове

Първо трябва ясно да разберете какво е квадратно уравнение. Следователно е логично да започнем разговор за квадратни уравнения с дефиницията на квадратно уравнение, както и сродни определения. След това можете да разгледате основните видове квадратни уравнения: редуцирани и нередуцирани, както и пълни и непълни уравнения.

Дефиниция и примери за квадратни уравнения

Определение.

Квадратно уравнениее уравнение на формата a x 2 +b x+c=0, където x е променлива, a, b и c са някои числа, а a е различно от нула.

Да кажем веднага, че квадратните уравнения често се наричат ​​уравнения от втора степен. Това се дължи на факта, че квадратното уравнение е алгебрично уравнениевтора специалност.

Посоченото определение ни позволява да дадем примери за квадратни уравнения. Така че 2 x 2 +6 x+1=0, 0,2 x 2 +2,5 x+0,03=0 и т.н. Това са квадратни уравнения.

Определение.

Числа a, b и c се наричат коефициенти на квадратното уравнение a·x 2 +b·x+c=0 и коефициентът a се нарича първи, или най-високият, или коефициентът на x 2, b е вторият коефициент, или коефициентът на x, а c е свободният член .

Например, нека вземем квадратно уравнение под формата 5 x 2 −2 x −3=0, тук водещият коефициент е 5, вторият коефициент е равен на −2, а свободният член е равен на −3. Моля, обърнете внимание, че когато коефициентите b и/или c са отрицателни, както в току-що дадения пример, кратката форма на квадратното уравнение е 5 x 2 −2 x−3=0, а не 5 x 2 +(−2) ·x+(−3)=0 .

Струва си да се отбележи, че когато коефициентите a и/или b са равни на 1 или −1, те обикновено не присъстват изрично в квадратното уравнение, което се дължи на особеностите на записването им. Например в квадратното уравнение y 2 −y+3=0 водещият коефициент е единица, а коефициентът на y е равен на −1.

Редуцирани и нередуцирани квадратни уравнения

В зависимост от стойността на водещия коефициент се разграничават редуцирани и нередуцирани квадратни уравнения. Нека дадем съответните определения.

Определение.

Нарича се квадратно уравнение, в което водещият коефициент е 1 дадено квадратно уравнение. В противен случай квадратното уравнение е недокоснат.

Според тази дефиниция квадратните уравнения x 2 −3·x+1=0, x 2 −x−2/3=0 и т.н. – дадени, във всяка от тях първият коефициент е равен на единица. A 5 x 2 −x−1=0 и т.н. - нередуцирани квадратни уравнения, техните водещи коефициенти са различни от 1.

От всяко нередуцирано квадратно уравнение, като разделите двете страни на водещия коефициент, можете да отидете до редуцираното. Това действие е еквивалентна трансформация, тоест полученото по този начин редуцирано квадратно уравнение има същите корени като оригиналното нередуцирано квадратно уравнение или, подобно на него, няма корени.

Нека разгледаме пример за това как се извършва преходът от нередуцирано квадратно уравнение към редуцирано.

Пример.

От уравнението 3 x 2 +12 x−7=0 преминете към съответното намалено квадратно уравнение.

Решение.

Просто трябва да разделим двете страни на първоначалното уравнение на водещия коефициент 3, той е различен от нула, така че можем да извършим това действие. Имаме (3 x 2 +12 x−7):3=0:3, което е същото, (3 x 2):3+(12 x):3−7:3=0 и след това (3: 3) x 2 +(12:3) x−7:3=0, от където . Така получихме редуцираното квадратно уравнение, което е еквивалентно на първоначалното.

Отговор:

Пълни и непълни квадратни уравнения

Дефиницията на квадратно уравнение съдържа условието a≠0. Това условие е необходимо, за да може уравнението a x 2 + b x + c = 0 да е квадратно, тъй като когато a = 0 то всъщност се превръща в линейно уравнение във формата b x + c = 0.

Що се отнася до коефициентите b и c, те могат да бъдат равни на нула, както поотделно, така и заедно. В тези случаи квадратното уравнение се нарича непълно.

Определение.

Квадратното уравнение a x 2 +b x+c=0 се нарича непълна, ако поне един от коефициентите b, c е равен на нула.

На свой ред

Определение.

Пълно квадратно уравнениее уравнение, в което всички коефициенти са различни от нула.

Такива имена не са дадени случайно. Това ще стане ясно от следващите дискусии.

Ако коефициентът b е нула, тогава квадратното уравнение приема формата a·x 2 +0·x+c=0 и е еквивалентно на уравнението a·x 2 +c=0. Ако c=0, тоест квадратното уравнение има формата a·x 2 +b·x+0=0, тогава то може да бъде пренаписано като a·x 2 +b·x=0. И с b=0 и c=0 получаваме квадратното уравнение a·x 2 =0. Получените уравнения се различават от пълното квадратно уравнение по това, че техните леви части не съдържат нито член с променливата x, нито свободен член, нито и двете. Оттук и името им - непълни квадратни уравнения.

Така уравненията x 2 +x+1=0 и −2 x 2 −5 x+0.2=0 са примери за пълни квадратни уравнения и x 2 =0, −2 x 2 =0, 5 x 2 +3=0 , −x 2 −5 x=0 са непълни квадратни уравнения.

Решаване на непълни квадратни уравнения

От информацията в предходния параграф следва, че има три вида непълни квадратни уравнения:

• a·x 2 =0, на него съответстват коефициентите b=0 и c=0;
• a x 2 +c=0, когато b=0;
• и a·x 2 +b·x=0, когато c=0.

Нека разгледаме по ред как се решават непълните квадратни уравнения от всеки от тези типове.

a x 2 =0

Нека започнем с решаването на непълни квадратни уравнения, в които коефициентите b и c са равни на нула, тоест с уравнения от вида a x 2 =0. Уравнението a·x 2 =0 е еквивалентно на уравнението x 2 =0, което се получава от оригинала чрез разделяне на двете части на различно от нула число a. Очевидно коренът на уравнението x 2 =0 е нула, тъй като 0 2 =0. Това уравнение няма други корени, което се обяснява с факта, че за всяко ненулево число p е в сила неравенството p 2 >0, което означава, че за p≠0 равенството p 2 =0 никога не се постига.

И така, непълното квадратно уравнение a·x 2 =0 има един корен x=0.

Като пример даваме решението на непълното квадратно уравнение −4 x 2 =0. То е еквивалентно на уравнението x 2 =0, единственият му корен е x=0, следователно оригиналното уравнение има един корен нула.

Кратко решение в този случай може да се напише по следния начин:
−4 x 2 =0,
х 2 =0,
x=0.

a x 2 +c=0

Сега нека да разгледаме как се решават непълни квадратни уравнения, в които коефициентът b е нула и c≠0, тоест уравнения от формата a x 2 +c=0. Знаем, че преместването на член от едната страна на уравнението в другата с противоположния знак, както и разделянето на двете страни на уравнението на различно от нула число, дава еквивалентно уравнение. Следователно можем да извършим следните еквивалентни трансформации на непълното квадратно уравнение a x 2 +c=0:

• преместете c в дясната страна, което дава уравнението a x 2 =−c,
• и разделяме двете страни на a, получаваме .

Полученото уравнение ни позволява да направим изводи за неговите корени. В зависимост от стойностите на a и c, стойността на израза може да бъде отрицателна (например, ако a=1 и c=2, тогава ) или положителна (например, ако a=−2 и c=6, тогава ), не е равно на нула , тъй като по условие c≠0. Нека разгледаме случаите поотделно.

Ако , тогава уравнението няма корени. Това твърдение следва от факта, че квадратът на всяко число е неотрицателно число. От това следва, че когато , тогава за всяко число p равенството не може да бъде вярно.

Ако , тогава ситуацията с корените на уравнението е различна. В този случай, ако си спомним за , тогава коренът на уравнението веднага става очевиден; това е числото, тъй като . Лесно е да се досетите, че числото също е коренът на уравнението, наистина, . Това уравнение няма други корени, което може да се покаже, например, от противоречие. Хайде да го направим.

Нека обозначим корените на току-що обявеното уравнение като x 1 и −x 1 . Да предположим, че уравнението има още един корен x 2, различен от посочените корени x 1 и −x 1. Известно е, че заместването на неговите корени в уравнение вместо x превръща уравнението в правилно числово равенство. За x 1 и −x 1 имаме , а за x 2 имаме . Свойствата на числовите равенства ни позволяват да извършваме изваждане член по член на правилни числени равенства, така че изваждането на съответните части от равенствата дава x 1 2 −x 2 2 =0. Свойствата на операциите с числа ни позволяват да пренапишем полученото равенство като (x 1 −x 2)·(x 1 +x 2)=0. Знаем, че произведението на две числа е равно на нула тогава и само ако поне едно от тях е равно на нула. Следователно от полученото равенство следва, че x 1 −x 2 =0 и/или x 1 +x 2 =0, което е едно и също, x 2 =x 1 и/или x 2 =−x 1. Така че стигнахме до противоречие, тъй като в началото казахме, че коренът на уравнението x 2 е различен от x 1 и −x 1. Това доказва, че уравнението няма корени, различни от и .

Нека обобщим информацията в този параграф. Непълното квадратно уравнение a x 2 +c=0 е еквивалентно на уравнението, което

• няма корени, ако,
• има два корена и , ако .

Нека разгледаме примери за решаване на непълни квадратни уравнения от вида a·x 2 +c=0.

Нека започнем с квадратното уравнение 9 x 2 +7=0. След преместване на свободния член в дясната страна на уравнението, той ще приеме формата 9 x 2 =−7. Разделяйки двете страни на полученото уравнение на 9, получаваме . Тъй като дясната страна има отрицателно число, това уравнение няма корени, следователно оригиналното непълно квадратно уравнение 9 x 2 +7 = 0 няма корени.

Нека решим друго непълно квадратно уравнение −x 2 +9=0. Преместваме деветката от дясната страна: −x 2 =−9. Сега разделяме двете страни на −1, получаваме x 2 =9. От дясната страна има положително число, от което заключаваме, че или . След това записваме крайния отговор: непълното квадратно уравнение −x 2 +9=0 има два корена x=3 или x=−3.

a x 2 +b x=0

Остава да се занимаем с решението на последния тип непълни квадратни уравнения за c=0. Непълните квадратни уравнения под формата a x 2 + b x = 0 ви позволяват да решите метод на факторизация. Очевидно можем, намирайки се от лявата страна на уравнението, за което е достатъчно да извадим общия множител x извън скоби. Това ни позволява да преминем от първоначалното непълно квадратно уравнение към еквивалентно уравнение във вида x·(a·x+b)=0. И това уравнение е еквивалентно на набор от две уравнения x=0 и a·x+b=0, последното от които е линейно и има корен x=−b/a.

И така, непълното квадратно уравнение a·x 2 +b·x=0 има два корена x=0 и x=−b/a.

За да консолидираме материала, ще анализираме решението на конкретен пример.

Пример.

Решете уравнението.

Решение.

Изваждането на x извън скобите дава уравнението. Това е еквивалентно на две уравнения x=0 и . Решаваме полученото линейно уравнение: , и като разделим смесеното число на обикновена дроб, намираме . Следователно корените на оригиналното уравнение са x=0 и .

След придобиване на необходимата практика, решенията на такива уравнения могат да бъдат написани накратко:

Отговор:

x=0 , .

Дискриминант, формула за корените на квадратно уравнение

За решаване на квадратни уравнения има формула за корен. Нека го запишем формула за корените на квадратно уравнение: , Където D=b 2 −4 a c- т.нар дискриминант на квадратно уравнение. Вписването по същество означава, че.

Полезно е да знаете как е получена формулата за корен и как се използва при намиране на корените на квадратни уравнения. Нека разберем това.

Извеждане на формулата за корените на квадратно уравнение

Нека трябва да решим квадратното уравнение a·x 2 +b·x+c=0. Нека извършим някои еквивалентни трансформации:

• Можем да разделим двете страни на това уравнение на ненулево число a, което води до следното квадратно уравнение.
• Сега изберете пълен квадратот лявата му страна: . След това уравнението ще приеме формата.
• На този етап е възможно последните два термина да се прехвърлят от дясната страна с противоположния знак, имаме .
• И нека трансформираме израза от дясната страна: .

В резултат на това стигаме до уравнение, което е еквивалентно на оригиналното квадратно уравнение a·x 2 +b·x+c=0.

Вече сме решавали уравнения, подобни по форма в предишните параграфи, когато разглеждахме. Това ни позволява да направим следните заключения относно корените на уравнението:

• ако , тогава уравнението няма реални решения;
• ако , тогава уравнението има формата , следователно, , от което се вижда единственият му корен;
• ако , тогава или , което е същото като или , тоест уравнението има два корена.

По този начин наличието или отсъствието на корени на уравнението и следователно на оригиналното квадратно уравнение зависи от знака на израза от дясната страна. От своя страна знакът на този израз се определя от знака на числителя, тъй като знаменателят 4·a 2 винаги е положителен, тоест от знака на израза b 2 −4·a·c. Този израз b 2 −4 a c беше наречен дискриминант на квадратно уравнениеи обозначени с буквата д. Оттук е ясна същността на дискриминанта - по стойността и знака му правят извод дали квадратното уравнение има реални корени и ако има, какъв е техният брой - един или два.

Нека се върнем към уравнението и го пренапишем, като използваме дискриминантната нотация: . И правим изводи:

• ако Д<0 , то это уравнение не имеет действительных корней;
• ако D=0, тогава това уравнение има един корен;
• накрая, ако D>0, тогава уравнението има два корена или, които могат да бъдат пренаписани във формата или и след разширяване и привеждане на дробите към общ знаменател получаваме.

Така че изведехме формулите за корените на квадратното уравнение, те изглеждат като , където дискриминантът D се изчислява по формулата D=b 2 −4·a·c.

С тяхна помощ, с положителен дискриминант, можете да изчислите и двата реални корена на квадратно уравнение. Когато дискриминантът е нула, и двете формули дават една и съща стойност на корена, съответстваща на уникално решение на квадратното уравнение. А с отрицателен дискриминант, когато се опитваме да използваме формулата за корените на квадратно уравнение, се сблъскваме с извличане на корен квадратен от отрицателно число, което ни извежда извън обхвата на училищната програма. С отрицателен дискриминант квадратното уравнение няма реални корени, но има двойка комплексно спрегнаткорени, които могат да бъдат намерени с помощта на същите формули за корени, които получихме.

Алгоритъм за решаване на квадратни уравнения с помощта на коренни формули

На практика, когато решавате квадратни уравнения, можете веднага да използвате формулата на корена, за да изчислите техните стойности. Но това е по-скоро свързано с намирането на сложни корени.

Но в училищния курс по алгебра обикновено говорим не за сложни, а за реални корени на квадратно уравнение. В този случай е препоръчително, преди да използвате формулите за корените на квадратно уравнение, първо да намерите дискриминанта, да се уверите, че е неотрицателен (в противен случай можем да заключим, че уравнението няма реални корени), и едва след това изчислете стойностите на корените.

Горното разсъждение ни позволява да пишем алгоритъм за решаване на квадратно уравнение. За да решите квадратното уравнение a x 2 +b x+c=0, трябва:

• използвайки дискриминантната формула D=b 2 −4·a·c, изчислете стойността му;
• заключават, че квадратното уравнение няма реални корени, ако дискриминантът е отрицателен;
• изчислете единствения корен на уравнението по формулата, ако D=0;
• намерете два реални корена на квадратно уравнение, като използвате формулата за корен, ако дискриминантът е положителен.

Тук просто отбелязваме, че ако дискриминантът е равен на нула, можете също да използвате формулата, тя ще даде същата стойност като .

Можете да преминете към примери за използване на алгоритъма за решаване на квадратни уравнения.

Примери за решаване на квадратни уравнения

Нека разгледаме решения на три квадратни уравнения с положителен, отрицателен и нулев дискриминант. След като се справим с тяхното решение, по аналогия ще бъде възможно да се реши всяко друго квадратно уравнение. Нека да започнем.

Пример.

Намерете корените на уравнението x 2 +2·x−6=0.

Решение.

В този случай имаме следните коефициенти на квадратното уравнение: a=1, b=2 и c=−6. Според алгоритъма, първо трябва да изчислите дискриминанта; заместваме посочените a, b и c във формулата на дискриминанта, която имаме D=b 2 −4·a·c=2 2 −4·1·(−6)=4+24=28. Тъй като 28>0, тоест дискриминантът е по-голям от нула, квадратното уравнение има два реални корена. Нека ги намерим с помощта на коренната формула, която получаваме, тук можете да опростите получените изрази, като направите преместване на множителя отвъд знака за коренпоследвано от намаляване на фракцията:

Отговор:

Да преминем към следващия типичен пример.

Пример.

Решете квадратното уравнение −4 x 2 +28 x−49=0 .

Решение.

Започваме с намирането на дискриминанта: D=28 2 −4·(−4)·(−49)=784−784=0. Следователно това квадратно уравнение има един корен, който намираме като , т.е.

Отговор:

х=3,5.

Остава да разгледаме решаването на квадратни уравнения с отрицателен дискриминант.

Пример.

Решете уравнението 5·y 2 +6·y+2=0.

Решение.

Ето коефициентите на квадратното уравнение: a=5, b=6 и c=2. Ние заместваме тези стойности в дискриминантната формула, която имаме D=b 2 −4·a·c=6 2 −4·5·2=36−40=−4. Дискриминантът е отрицателен, следователно това квадратно уравнение няма реални корени.

Ако трябва да посочите сложни корени, тогава прилагаме добре известната формула за корените на квадратно уравнение и изпълняваме операции с комплексни числа:

Отговор:

няма истински корени, сложните корени са: .

Нека отбележим още веднъж, че ако дискриминантът на квадратно уравнение е отрицателен, тогава в училище те обикновено незабавно записват отговор, в който посочват, че няма реални корени и сложни корени не се намират.

Коренна формула за четни втори коефициенти

Формулата за корените на квадратно уравнение, където D=b 2 −4·a·c ви позволява да получите формула с по-компактна форма, която ви позволява да решавате квадратни уравнения с четен коефициент за x (или просто с коефициент от формата 2·n, например, или 14· ln5=2·7·ln5 ). Да я измъкнем.

Да кажем, че трябва да решим квадратно уравнение от формата a x 2 +2 n x+c=0. Нека намерим корените му, използвайки формулата, която знаем. За да направим това, изчисляваме дискриминанта D=(2 n) 2 −4 a c=4 n 2 −4 a c=4 (n 2 −a c)и след това използваме коренната формула:

Нека обозначим израза n 2 −a c като D 1 (понякога се обозначава D "). Тогава формулата за корените на разглежданото квадратно уравнение с втория коефициент 2 n ще приеме формата , където D 1 =n 2 −a·c.

Лесно се вижда, че D=4·D 1, или D 1 =D/4. С други думи, D 1 е четвъртата част от дискриминанта. Ясно е, че знакът на D 1 е същият като знака на D . Тоест, знакът D 1 също е индикатор за наличието или отсъствието на корени на квадратно уравнение.

И така, за да решите квадратно уравнение с втори коефициент 2·n, трябва

• Изчислете D 1 =n 2 −a·c ;
• Ако D 1<0 , то сделать вывод, что действительных корней нет;
• Ако D 1 =0, тогава изчислете единствения корен на уравнението, като използвате формулата;
• Ако D 1 >0, тогава намерете два реални корена, като използвате формулата.

Нека разгледаме решаването на примера с помощта на формулата за корен, получена в този параграф.

Пример.

Решете квадратното уравнение 5 x 2 −6 x −32=0 .

Решение.

Вторият коефициент на това уравнение може да бъде представен като 2·(−3) . Това означава, че можете да пренапишете оригиналното квадратно уравнение във формата 5 x 2 +2 (−3) x−32=0, тук a=5, n=−3 и c=−32, и да изчислите четвъртата част от дискриминанта: D 1 =n 2 −a·c=(−3) 2 −5·(−32)=9+160=169. Тъй като стойността му е положителна, уравнението има два реални корена. Нека ги намерим с помощта на подходящата коренна формула:

Имайте предвид, че беше възможно да се използва обичайната формула за корените на квадратно уравнение, но в този случай ще трябва да се извърши повече изчислителна работа.

Отговор:

Опростяване на формата на квадратни уравнения

Понякога, преди да започнете да изчислявате корените на квадратно уравнение с помощта на формули, няма да навреди да зададете въпроса: „Възможно ли е да се опрости формата на това уравнение?“ Съгласете се, че по отношение на изчисленията ще бъде по-лесно да се реши квадратното уравнение 11 x 2 −4 x−6=0, отколкото 1100 x 2 −400 x−600=0.

Обикновено опростяването на формата на квадратно уравнение се постига чрез умножаване или деление на двете страни на определено число. Например, в предишния параграф беше възможно да се опрости уравнението 1100 x 2 −400 x −600=0, като се разделят двете му страни на 100.

Подобна трансформация се извършва с квадратни уравнения, чиито коефициенти не са . В този случай двете страни на уравнението обикновено се разделят на абсолютните стойности на неговите коефициенти. Например, нека вземем квадратното уравнение 12 x 2 −42 x+48=0. абсолютни стойности на неговите коефициенти: НОД(12, 42, 48)= НОД(НОД(12, 42), 48)= НОД(6, 48)=6. Разделяйки двете страни на първоначалното квадратно уравнение на 6, стигаме до еквивалентното квадратно уравнение 2 x 2 −7 x+8=0.

А умножаването на двете страни на квадратно уравнение обикновено се прави, за да се отървем от дробните коефициенти. В този случай умножението се извършва по знаменателите на неговите коефициенти. Например, ако двете страни на квадратното уравнение се умножат по LCM(6, 3, 1)=6, тогава то ще приеме по-простата форма x 2 +4·x−18=0.

В заключение на тази точка отбелязваме, че те почти винаги се отърват от минуса при най-високия коефициент на квадратно уравнение чрез промяна на знаците на всички членове, което съответства на умножаване (или деление) на двете страни по −1. Например, обикновено се преминава от квадратното уравнение −2 x 2 −3 x+7=0 към решението 2 x 2 +3 x−7=0 .

Връзка между корени и коефициенти на квадратно уравнение

Формулата за корените на квадратно уравнение изразява корените на уравнението чрез неговите коефициенти. Въз основа на формулата за корен можете да получите други връзки между корени и коефициенти.

Най-известните и приложими формули от теоремата на Виета са от вида и . По-специално, за даденото квадратно уравнение сборът от корените е равен на втория коефициент с противоположен знак, а произведението на корените е равно на свободния член. Например, като разгледаме формата на квадратното уравнение 3 x 2 −7 x + 22 = 0, можем веднага да кажем, че сборът от неговите корени е равен на 7/3, а произведението на корените е равно на 22 /3.

Използвайки вече написаните формули, можете да получите редица други връзки между корените и коефициентите на квадратното уравнение. Например, можете да изразите сумата от квадратите на корените на квадратно уравнение чрез неговите коефициенти: .

Библиография.

• Алгебра:учебник за 8 клас. общо образование институции / [Ю. Н. Макаричев, Н. Г. Миндюк, К. И. Нешков, С. Б. Суворова]; редактиран от С. А. Теляковски. - 16-то изд. - М.: Образование, 2008. - 271 с. : аз ще. - ISBN 978-5-09-019243-9.
• Мордкович А. Г.Алгебра. 8 клас. В 2 ч. Част 1. Учебник за ученици от общообразователни институции / А. Г. Мордкович. - 11-то изд., изтрито. - М.: Мнемозина, 2009. - 215 с.: ил. ISBN 978-5-346-01155-2.

Квадратните уравнения се изучават в 8 клас, така че тук няма нищо сложно. Способността да ги решавате е абсолютно необходима.

Квадратно уравнение е уравнение от вида ax 2 + bx + c = 0, където коефициентите a, b и c са произволни числа и a ≠ 0.

Преди да изучавате конкретни методи за решаване, имайте предвид, че всички квадратни уравнения могат да бъдат разделени на три класа:

1. Нямат корени;
2. Имате точно един корен;
3. Те имат два различни корена.

Това е важна разлика между квадратните уравнения и линейните, където коренът винаги съществува и е уникален. Как да определим колко корена има едно уравнение? Има нещо прекрасно за това - дискриминанта.

Дискриминанта

Нека е дадено квадратното уравнение ax 2 + bx + c = 0. Тогава дискриминантът е просто числото D = b 2 − 4ac.

Трябва да знаете тази формула наизуст. Сега не е важно откъде идва. Друго нещо е важно: по знака на дискриминанта можете да определите колко корена има едно квадратно уравнение. а именно:

1. Ако Д< 0, корней нет;
2. Ако D = 0, има точно един корен;
3. Ако D > 0, ще има два корена.

Моля, обърнете внимание: дискриминантът показва броя на корените, а не изобщо техните знаци, както по някаква причина много хора вярват. Разгледайте примерите и сами ще разберете всичко:

Задача. Колко корена имат квадратните уравнения:

1. x 2 − 8x + 12 = 0;
2. 5x 2 + 3x + 7 = 0;
3. x 2 − 6x + 9 = 0.

Нека напишем коефициентите за първото уравнение и да намерим дискриминанта:
a = 1, b = −8, c = 12;
D = (−8) 2 − 4 1 12 = 64 − 48 = 16

Така че дискриминантът е положителен, така че уравнението има два различни корена. Анализираме второто уравнение по подобен начин:
а = 5; b = 3; c = 7;
D = 3 2 − 4 5 7 = 9 − 140 = −131.

Дискриминантът е отрицателен, няма корени. Последното останало уравнение е:
а = 1; b = −6; c = 9;
D = (−6) 2 − 4 1 9 = 36 − 36 = 0.

Дискриминантът е нула - коренът ще бъде единица.

Моля, имайте предвид, че коефициентите са записани за всяко уравнение. Да, дълго е, да, досадно е, но няма да объркате шансовете и да направите глупави грешки. Изберете сами: скорост или качество.

Между другото, ако разберете, след известно време няма да е необходимо да записвате всички коефициенти. Ще извършвате такива операции в главата си. Повечето хора започват да правят това някъде след 50-70 решени уравнения - общо взето не толкова много.

Корени на квадратно уравнение

Сега да преминем към самото решение. Ако дискриминантът D > 0, корените могат да бъдат намерени по формулите:

Основна формула за корените на квадратно уравнение

Когато D = 0, можете да използвате всяка от тези формули - ще получите същото число, което ще бъде отговорът. И накрая, ако Д< 0, корней нет — ничего считать не надо.

1. x 2 − 2x − 3 = 0;
2. 15 − 2x − x 2 = 0;
3. x 2 + 12x + 36 = 0.

Първо уравнение:
x 2 − 2x − 3 = 0 ⇒ a = 1; b = −2; c = −3;
D = (−2) 2 − 4 1 (−3) = 16.

D > 0 ⇒ уравнението има два корена. Нека ги намерим:

Второ уравнение:
15 − 2x − x 2 = 0 ⇒ a = −1; b = −2; с = 15;
D = (−2) 2 − 4 · (−1) · 15 = 64.

D > 0 ⇒ уравнението отново има два корена. Да ги намерим

\[\begin(align) & ((x)_(1))=\frac(2+\sqrt(64))(2\cdot \left(-1 \right))=-5; \\ & ((x)_(2))=\frac(2-\sqrt(64))(2\cdot \left(-1 \right))=3. \\ \край (подравняване)\]

И накрая, третото уравнение:
x 2 + 12x + 36 = 0 ⇒ a = 1; b = 12; с = 36;
D = 12 2 − 4 1 36 = 0.

D = 0 ⇒ уравнението има един корен. Всяка формула може да се използва. Например първото:

Както можете да видите от примерите, всичко е много просто. Ако знаете формулите и можете да смятате, няма да има проблеми. Най-често възникват грешки при заместване на отрицателни коефициенти във формулата. Тук отново ще ви помогне описаната по-горе техника: погледнете формулата буквално, запишете всяка стъпка - и много скоро ще се отървете от грешките.

Непълни квадратни уравнения

Случва се квадратното уравнение да е малко по-различно от даденото в дефиницията. Например:

1. x 2 + 9x = 0;
2. x 2 − 16 = 0.

Лесно е да се забележи, че в тези уравнения липсва един от членовете. Такива квадратни уравнения са дори по-лесни за решаване от стандартните: те дори не изискват изчисляване на дискриминанта. И така, нека въведем нова концепция:

Уравнението ax 2 + bx + c = 0 се нарича непълно квадратно уравнение, ако b = 0 или c = 0, т.е. коефициентът на променливата x или свободния елемент е нула.

Разбира се, възможен е много труден случай, когато и двата коефициента са равни на нула: b = c = 0. В този случай уравнението приема формата ax 2 = 0. Очевидно е, че такова уравнение има един корен: x = 0.

Нека разгледаме останалите случаи. Нека b = 0, тогава получаваме непълно квадратно уравнение под формата ax 2 + c = 0. Нека го трансформираме малко:

Тъй като аритметичният квадратен корен съществува само от неотрицателно число, последното равенство има смисъл само за (−c /a) ≥ 0. Заключение:

1. Ако в непълно квадратно уравнение от формата ax 2 + c = 0 неравенството (−c /a) ≥ 0 е изпълнено, ще има два корена. Формулата е дадена по-горе;
2. Ако (−c /a)< 0, корней нет.

Както можете да видите, дискриминант не е необходим - изобщо няма сложни изчисления в непълните квадратни уравнения. Всъщност дори не е необходимо да помним неравенството (−c /a) ≥ 0. Достатъчно е да изразим стойността x 2 и да видим какво има от другата страна на знака за равенство. Ако има положително число, ще има два корена. Ако е отрицателна, изобщо няма да има корени.

Сега нека разгледаме уравнения от вида ax 2 + bx = 0, в които свободният елемент е равен на нула. Тук всичко е просто: винаги ще има два корена. Достатъчно е да разложим полинома на множители:

Изваждане на общия множител извън скоби

Продуктът е нула, когато поне един от факторите е нула. От тук идват корените. В заключение, нека да разгледаме някои от тези уравнения:

Задача. Решаване на квадратни уравнения:

1. x 2 − 7x = 0;
2. 5x 2 + 30 = 0;
3. 4x 2 − 9 = 0.

x 2 − 7x = 0 ⇒ x · (x − 7) = 0 ⇒ x 1 = 0; x 2 = −(−7)/1 = 7.

5x 2 + 30 = 0 ⇒ 5x 2 = −30 ⇒ x 2 = −6. Няма корени, т. к квадрат не може да бъде равен на отрицателно число.

4x 2 − 9 = 0 ⇒ 4x 2 = 9 ⇒ x 2 = 9/4 ⇒ x 1 = 3/2 = 1,5; x 2 = −1,5.