Квадратные уравнения
Добдонова Жаргалма, 11 кл,
МАОУ «Бургуйская СОШ»
Содержание
- История развития квадратных уравнений
- Разложение левой части уравнения на множители
- Метод выделения полного квадрата
- Решение квадратных уравнений по формуле
- Решение квадратных уравнений с использованием теоремы Виета
- Решение квадратных уравнений методом «переброски»
- Свойства коэффициентов квадратного уравнения
- Графическое решение квадратного уравнения
- Решение квадратных уравнений с помощью циркуля и линейки
- Решение квадратных уравнений с помощью номограммы
- Заключение
- Литература
Немного истории
- Необходимость решать квадратные уравнения
- Задача Диофанта: Найти два числа, зная, что их сумма равна 20, а произведение – 96.
- 6 видов уравнений Ал – Хорезми
- Вывод общего правила решения квадратных уравнений в Европе
Разложение левой части уравнения на множители
- х 2 + 10х - 24 = 0 .
- Разложим левую часть на множители:
- х 2 + 10х - 24 = х 2 + 12х - 2х - 24 = х(х + 12) - 2(х + 12) = (х + 12)(х - 2).
- Следовательно, уравнение можно переписать так: (х + 12)(х - 2) = 0
- 2 и - 12 являются корнями уравнения
Метод выделения полного квадрата
- х 2 + 6х - 7 = 0 .
- Выделим в левой части полный квадрат.
х 2 + 6х = х 2 + 2• х • 3.
- х 2 + 2• х • 3 + 3 2 = (х + 3) 2 .
- х 2 + 6х - 7 = х 2 + 2• х • 3 + 3 2 - 3 2 - 7 = (х + 3) 2 - 9 - 7 = (х + 3) 2 - 16.
- (х + 3) 2 - 16 =0, (х + 3) 2 = 16.
- Следовательно, х + 3 - 4 = 0, х 1 = 1, или
х + 3 = -4, х 2 = -7.
0 , уравнение ах 2 + bх + с = 0 имеет два различных корня. D = 0, один корень; Если D =0, т.е. b 2 - 4ac = 0 , то уравнение ах 2 + bх + с = 0 имеет единственный корень, " width="640"
Решение квадратных уравнений по формуле.
- Умножим обе части уравнения ах 2 + bх + с = 0, а ≠ 0 на 4а и последовательно имеем:
- 4а 2 х 2 + 4аbх + 4ас = 0, ((2ах) 2 + 2ах • b + b 2 ) - b 2 + 4ac = 0, (2ax + b) 2 = b 2 - 4ac,
- 2ax + b = ± √ b 2 - 4ac, 2ax = - b ± √ b 2 - 4ac,
- При D 0 , уравнение ах 2 + bх + с = 0 имеет два различных корня.
- D = 0, один корень;
- Если D =0, т.е. b 2 - 4ac = 0 , то уравнение
ах 2 + bх + с = 0 имеет единственный корень,
0 ), то уравнение имеет два одинаковых по знаку корня и это зависит от второго коэффициента p . Если р 0 , то оба корня отрицательны, если р , то оба корня положительны б) Если свободный член q приведенного уравнения (1) отрицателен ( q ), то уравнение имеет два различных по знаку корня, причем больший по модулю корень будет положителен, если p , или отрицателен, если p 0 . " width="640"
Решение уравнений с использованием теоремы Виета.
- х 2 + px + c = 0 – приведенное кв. уравнение
- x 1 x 2 = q,
x 1 + x 2 = - p
а) Если сводный член q приведенного уравнения (1) положителен ( q 0 ), то уравнение имеет два одинаковых по знаку корня и это зависит от второго коэффициента p . Если р 0 , то оба корня отрицательны, если р , то оба корня положительны
б) Если свободный член q приведенного уравнения (1) отрицателен ( q ), то уравнение имеет два различных по знаку корня, причем больший по модулю корень будет положителен, если p , или отрицателен, если p 0 .
Решение уравнений способом «переброски»
- ах 2 + bх + с = 0, где а ≠ 0.
- Умножая обе его части на а, получаем уравнение а 2 х 2 + аbх + ас = 0.
- Пусть ах = у , откуда х = у/а ; тогда приходим к уравнению у 2 + by + ас = 0, равносильно данному. Его корни у 1 и у 2 найдем с помощью теоремы Виета.
- Окончательно получаем х 1 = у 1 /а и х 1 = у 2 /а .
- При этом способе коэффициент а умножается на свободный член, как бы «перебрасывается» к нему, поэтому его называют способом «переброски
Свойства коэффициентов квадратного уравнения
- ах 2 + bх + с = 0, где а ≠ 0.
- Если, а+ b + с = 0 (т.е. сумма коэффициентов равна нулю), то х 1 = 1, х 2 = с/а.
2) Если второй коэффициент b = 2k – четное число, то формулу корней
- Приведенное уравнение х 2 + рх + q= 0 совпадает с уравнением общего вида, в котором а = 1 , b = р и с = q . Поэтому для приведенного квадратного уравнения формула корней
Эту формулу особенно удобно использовать, когда р — четное число.
Графическое решение квадратного уравнений
Если в уравнении х 2 + px + q = 0 перенести второй и третий члены в правую часть, то получим х 2 = - px - q.
Построим графики зависимости у = х 2 и у = - px - q.
Возможны следующие случаи:
- прямая и парабола могут пересекаться в двух точках, абсциссы точек пересечения являются корнями квадратного уравнения
Графическое решение квадратного уравнений
- - прямая и парабола могут касаться ( только одна общая точка), т.е. уравнение имеет одно решение;
- - прямая и парабола не имеют общих точек, т.е. квадратное уравнение не имеет корней.
Решение квадратных уравнений с помощью циркуля и линейки
- Предлагаю следующий способ нахождения корней квадратного уравнения ах 2 + bх + с = 0 с помощью циркуля и линейки
Допустим, что искомая окружность пересекает ось абсцисс в точках В(х 1 ; 0 ) и D (х 2 ; 0), где х 1 и х 2 - корни уравнения ах 2 + bх + с = 0 , и проходит через точки А(0; 1) и С(0; c/a) на оси ординат. Тогда по теореме о секущих имеем OB • OD = OA • OC , откуда OC = OB • OD / OA= х 1 х 2 / 1 = c/a.
Центр окружности находится в точке пересечения перпендикуляров SF и SK , восстановленных в серединах хорд AC и BD , поэтому
SK, или R a + c/2a) , окружность пересекает ось Ох в двух точках (рис. 6,а) В(х 1 ; 0) и D(х 2 ; 0) , где х 1 и х 2 - корни квадратного уравнения ах 2 + bх + с = 0 . 2) Радиус окружности равен ординате центра (AS = SB, или R = a + c/2a) , окружность касается оси Ох (рис. 6,б) в точке В(х 1 ; 0) , где х 1 - корень квадратного уравнения. 3) Радиус окружности меньше ординаты центра окружность не имеет общих точек с осью абсцисс , в этом случае уравнение не имеет решения. " width="640"
Решение квадратных уравнений с помощью циркуля и линейки
- 1) Радиус окружности больше ординаты центра (AS SK, или R a + c/2a) , окружность пересекает ось Ох в двух точках (рис. 6,а) В(х 1 ; 0) и D(х 2 ; 0) , где х 1 и х 2 - корни квадратного уравнения ах 2 + bх + с = 0 .
- 2) Радиус окружности равен ординате центра (AS = SB, или R = a + c/2a) , окружность касается оси Ох (рис. 6,б) в точке В(х 1 ; 0) , где х 1 - корень квадратного уравнения.
- 3) Радиус окружности меньше ординаты центра окружность не имеет общих точек с осью абсцисс , в этом случае уравнение не имеет решения.
Решение квадратных уравнений с помощью номограммы
Криволинейная шкала номограммы построена по формулам :
откуда после подстановок и упрощений вытекает уравнение z 2 + pz + q = 0,
причем буква z означает метку любой точки криволинейной шкалы.
Полагая ОС = р, ED = q, ОЕ = а , из подобия треугольников САН и CDF получим пропорцию