Формула корней неполного квадратного уравнения

Неполные квадратные уравнения

Неполное квадратное уравнение – это уравнение вида

в котором хотя бы один из коэффициентов b или c равен нулю. Следовательно, неполное квадратное уравнение может иметь вид:

ax 2 + bx = 0,если c = 0;
ax 2 + c = 0,если b = 0;
ax 2 = 0,если b = 0 и c = 0.

Решение неполных квадратных уравнений

Чтобы решить уравнение вида ax 2 + bx = 0 , надо разложить левую часть уравнения на множители, вынеся x за скобки:

Произведение может быть равно нулю только в том случае, если один из множителей равен нулю, значит:

Чтобы ax + b было равно нулю, нужно, чтобы

x = —b.
a

Следовательно, уравнение ax 2 + bx = 0 имеет два корня:

x1 = 0 и x2 = —b.
a

Неполные квадратные уравнения вида ax 2 + bx = 0, где b ≠ 0, решаются разложением левой части на множители. Такие уравнения всегда имеют два корня, один из которых равен нулю.

Пример 1. Решите уравнение:

a 2 — 12a = 0
a(a — 12) = 0
a1 = 0a — 12 = 0
a2 = 12

Пример 2. Решите уравнение:

7x 2 = x
7x 2 — x = 0
x(7x — 1) = 0
x1 = 07x — 1 = 0
7x = 1
x2 =1
7

Чтобы решить уравнение вида ax 2 + c = 0 , надо перенести свободный член уравнения c в правую часть:

ax 2 = —c, следовательно, x 2 = —c.
a

В этом случае уравнение не будет иметь корней, так как квадратный корень нельзя извлечь из отрицательного числа.

Если данное неполное уравнение будет иметь вид x 2 — c = 0 , то сначала опять переносим свободный член в правую часть и получаем:

В этом случае уравнение будет иметь два противоположных корня:

Неполное квадратное уравнение вида ax 2 + c = 0, где c ≠ 0, либо не имеет корней, либо имеет два корня, которые являются противоположными числами.

Пример 1. Решите уравнение:

24 = 2y 2
24 — 2y 2 = 0
-2y 2 = -24
y 2 = 12
y1 = +√ 12y2 = -√ 12

Пример 2. Решите уравнение:

b 2 — 16 = 0
b 2 = 16
b1 = 4b2 = -4

Уравнение вида ax 2 = 0 всегда имеет только один корень: x = 0. Так как a ≠ 0, то из ax 2 = 0 следует, что x 2 = 0, значит, и x = 0. Любое другое значение x не будет являться корнем данного уравнения.

Формула нахождения корней неполного квадратного уравнения

В алгебре при решении задач возникает необходимость найти корни неполного квадратного уравнения, формулы которых требуется выводить. Этот процесс занимает время. Математики позаботились об оптимизации вычислений и предлагают специальные методики для расчетов. Однако перед их использованием нужно изучить теорию.

Общие сведения

Уравнением квадратного вида (квадратичной функцией) называется выражение, состоящее из неизвестных (переменных) и известных (констант) величин, основным условием которого является наличие второй степени при неизвестном значении. Математическая запись имеет такой вид: Mt^2+Nt+C=0, где М, N и С — некоторые константы.

Корнем квадратичного тождества называются такие значения переменных, которые обращают его в истинное равенство. Иными словами, при подстановке величин, полученных при его решении, правая часть равенства эквивалентна левой. Для правильного применения алгоритма поиска корней нужно знать классификацию квадратичных функций с переменными.

Классификация квадратных уравнений

Математики классифицируют квадратичные многочлены с переменными на два вида. К ним относятся следующие:

Первая группа включает все три константы (М, N и С). Вторая группа делится на три типа:

  1. Без коэффициента перед неизвестной первой степени (N), но с наличием С.
  2. Без С, но N включен в равенство.
  3. Без N и С.

В первом случае уравнение записывается в таком виде: Mt^2+Nt+C=0. Если коэффициент N отсутствует, то запись видоизменится таким образом: Mt^2+С=0. При этом достаточно сократить обе части на константу перед переменной, возведенной во вторую степень. Когда отсутствует постоянный коэффициент «С», то выражение записывается в такой форме: Mt^2+Nt=0. Для решения достаточно разложить его на множители, что приведет к понижению степени.

Однако наиболее интересный случай — наличие только компонента «Mt^2». Этот тип решается очень просто, поскольку переменная всегда равна нулевому значению. Хотя в некоторых заданиях она имеет сложную структуру, то есть M(t+1)^2. Пример сводится к полному квадратному уравнению и решается стандартным способом. Далее необходимо разобрать основные методики решения полных и неполных квадратичных функций.

Полные типы

В случаях когда квадратичная функция содержит все элементы (Mt^2+Nt+C=0), к ней можно применить три методики нахождения корней. К ним относятся следующие:

  1. Формулы корней через величину дискриминанта.
  2. Теорема Виета.
  3. Разложение на множители.

Далее требуется разобрать каждый из случаев подробно, а также ознакомиться с методикой решения тождества квадратичной формы с переменными.

Соотношения для определения корней

Формулы позволяют решать полные квадратные уравнения, используя новую величину, которая называется дискриминантом. Она обозначается латинской литерой «D» и раcчитывается по следующей формуле: D=(-N)^2-4МС. Следует отметить, что при подсчете возможны такие варианты значений D:

  1. D 1: переменная может принимать два значения.

В последнем случае корни необходимо находить по двум формулам: t1=[-N-(D)^0.5]/(2M) и t1=[-N+(D)^0.5]/(2M). Алгоритм решения имеет следующий вид:

  1. Написать квадратичное тождество с переменными.
  2. Произвести математические преобразования.
  3. Определить D и проанализировать его величину, которая показывает количество решений или их отсутствие.
  4. Рассчитать корни по формулам.
  5. Проверить найденные величины на четвертом шаге алгоритма, подставив их в исходное уравнение.
  6. Отсеять ложные значения, то есть числа, приводящие к пустому множеству.

Однако не во всех случаях рекомендуется использовать способ нахождения корней посредством этих соотношений. Для этих целей математики предлагают использовать одно утверждение, называемое теоремой Виета.

Теорема Виета

Коэффициент при старшей степени может быть равен единице, то есть t^2+Nt+C=0. В этом случае необязательно определять величину D, высчитывая ее по формулам. Существует способ намного проще. Он основан на определении корней при помощи теоремы Виета, которая имеет два положения (условия):

  1. Сумма t1 и t2 равна N, взятому с противоположным знаком.
  2. Произведение t1 и t2 эквивалентно константе «С».

Алгоритм решения уравнения квадратичной формы существенно упрощается. Он имеет следующий вид:

  1. Записать тождество.
  2. Решить систему, состоящую из двух выражений, или методом подбора значений переменных (в основном используется последний вариант).
  3. Записать результат.
  4. Выполнить проверку, подставив корни в исходное выражение.

Во втором пункте нужно использовать два условия суммы и произведения корней. Однако существует метод, который проще теоремы Виета и определения переменных по формулам.

Разложение на множители

Методика разложения квадратичной функции на простые множители применяется не только при нахождении корней, но и во многих задачах. Суть ее состоит в использовании формул сокращенного умножения для понижения степенного показателя при переменной. Соотношения разложения на множители, необходимые для решения квадратных уравнений, имеют такой вид:

  1. Выделение квадрата: математические преобразования для образования соответствующих множителей, которые возможно вынести за скобку или записать в виде формулы сокращенного умножения.
  2. Разность квадратов двух величин: t^2-m^2=(t-m)(t+m).
  3. Квадрат суммы 2 числовых значений: (t+m)^2=(t+m)(t+m)=t^2+2t+m^2.
  4. Квадратичная разность двух чисел: (t-m)^2=(t-m)(t-m)=t^2-2t+m^2.

Для подробной иллюстрации первого соотношения нужно разобрать пример выражения: t^2+2t+1=0. Для выделения квадрата необходимо в левой части прибавить и отнять единицу, то есть t^2+2t+1+(1-1)=0. Следует отметить, что равенство не поменяется, поскольку 1-1=0. Результат имеет такой вид: (t+1)^2-1=0. Последнее соотношение — формула разности, то есть (t+1-1)(t+1+1)=0.

Неполные квадратичные функции

Квадратичные функции неполного вида с неизвестными встречаются в физико-математических дисциплинах достаточно часто. Вычислить значения их корней можно двумя способами:

  1. Разложить на множители.
  2. Через дискриминант.

В основном используется первый метод при решении уравнений, поскольку второй добавляет больше вычислений. При использовании дискриминанта нужно дополнительно его рассчитывать, а затем подставлять в соответствующие соотношения. Однако необходимо знать о двух способах решения, а также уметь их применять на практике.

Вынесение компонентов

Методика разложения на множители, позволяющая решать неполные квадратные уравнения, простая и эффективная. Она выполняется по двум направлениям, которые зависят от самих коэффициентов. В первом случае необходимо рассмотреть тождество «Mt^2+С=0». Алгоритм нахождения его корней имеет следующий вид:

  1. 5t^2-125=0.
  2. 5(t^2-25)=0.
  3. t^2-25=0.
  4. t^2-25=(t-5)(t+5)=0.
  5. t1=-5 и t2=5. Подстановка: 5*(-5)^2-125=0 и 5*(5)^2-125=0. Корни являются истинными значениями, так как не превращают равенство в пустое множество.

Решить квадратное уравнение без «С» (Mt^2+Nt=0) также просто, поскольку в этом случае необходимо воспользоваться определенной методикой. Она имеет такой вид:

  1. Вынести при необходимости за скобку константу, которая является общим множителем: M[t^2+(N/M)t]=0.
  2. Сократить обе части равенства на «М»: t^2+(N/M)t=0.
  3. Вынести «t»: t[t+(N/M)]=0.
  4. Решить оба уравнения: t1=0 и t2=-N/M.
  5. Выполнить проверку, подставив решения в исходное выражение.

Далее нужно разобрать нахождение корней уравнения 2t^2-2t=0 при помощи описанной методики. Ее практическая реализация имеет такой вид:

Следует отметить, что при использовании метода разложения квадратного тождества с переменными на множители, происходит понижение степени. Этот подход можно применить и к выражениям с высшими показателями.

Вычисление дискриминанта

Решение неполного уравнения квадратичной формы через дискриминант осуществляется таким же образом, как и с полным. В формулу подставляются значения коэффициентов и рассчитывается величина «D». Затем вычисляются корни равенства.

Однако существует небольшая поправка для тождества такого типа: t1=(-N-(D)^0.5)/М и t2=(-N+(D)^0.5)/М. Алгоритм для примера «t^2-9=0» выглядит таким образом:

Существуют различные вариации тождеств, но вся методика сводится к подстановочным операциям в соответствующие формулы через дискриминант.

Таким образом, неполные квадратные уравнения решаются двумя способами, но оптимальный из них — разложение на множители для понижения степени при неизвестной.

Неполные квадратные уравнения

О чем эта статья:

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Основные понятия

Уравнение — это математическое равенство, в котором неизвестна одна или несколько величин. Значение неизвестных нужно найти так, чтобы при их подстановке в пример получилось верное числовое равенство.

Степень уравнения можно определить по наибольшей степени, в которой стоит неизвестное. Если неизвестное стоит во второй степени — это квадратное уравнение.

Квадратное уравнение — это ax² + bx + c = 0, где a — первый или старший коэффициент, не равный нулю, b — второй коэффициент, c — свободный член.

Чтобы определить, сколько корней имеет уравнение, нужно обратить внимание на дискриминант. Чтобы его найти, берем формулу: D = b² − 4ac. А вот свойства дискриминанта:

  • если D 0, есть два различных корня.

Неполное квадратное уравнение — это уравнение вида ax² + bx + c = 0, где хотя бы один из коэффициентов b или c равен нулю.

Неполные квадратные уравнения бывают трех видов:
  • Если b = 0, то квадратное уравнение принимает вид ax² + 0x+c=0 и оно равносильно ax² + c = 0.
  • Если c = 0, то квадратное уравнение выглядит так ax² + bx + 0 = 0, иначе его можно написать как ax² + bx = 0.
  • Если b = 0 и c = 0, то квадратное уравнение выглядит так ax² = 0.

Такие уравнения отличаются от полного квадратного тем, что их левые части не содержат слагаемого с неизвестной переменной, либо свободного члена, либо и того и другого. Отсюда и их название — неполные квадратные уравнения.

Решение неполных квадратных уравнений

Как мы уже знаем, есть три формулы неполных квадратных уравнений:

  • ax² = 0, ему отвечают коэффициенты b = 0 и c = 0;
  • ax² + c = 0, при b = 0;
  • ax² + bx = 0, при c = 0.

Для тех, кто хочет связать свою жизнь с точными науками, Skysmart предлагает курс подготовки к ЕГЭ по математике (профиль).

Как решить уравнение ax² = 0

Начнем с решения неполных квадратных уравнений, в которых b и c равны нулю, то есть, с уравнений вида ax² = 0.

Уравнение ax² = 0 равносильно x² = 0. Такое преобразование возможно, когда мы разделили обе части на некое число a, которое не равно нулю. Корнем уравнения x² = 0 является нуль, так как 0² = 0. Других корней у этого уравнения нет, что подтверждают свойства степеней.

Таким образом, неполное квадратное уравнение ax² = 0 имеет единственный корень x = 0.

Пример 1. Решить −5x² = 0.

  1. Замечаем, что данному уравнению равносильно x2 = 0, значит исходное уравнение имеет единственный корень — нуль.
  2. По шагам решение выглядит так:

Записывайся на дополнительные уроки по математике онлайн, с нашими лучшими преподавателями! Для учеников с 1 по 11 класса!

Как решить уравнение ax² + с = 0

Обратим внимание на неполные квадратные уравнения вида ax² + c = 0, в которых b = 0, c ≠ 0. Мы знаем, что слагаемые в уравнениях носят двусторонние куртки: когда мы переносим их из одной части уравнения в другую, они надевает куртку на другую сторону — меняют знак на противоположный.

Еще мы знаем, что если обе части уравнения поделить на одно и то же число (кроме нуля) — у нас получится равносильное уравнение. То есть одно и то же, только с другими цифрами.

Держим все это в голове и колдуем над неполным квадратным уравнением (производим «равносильные преобразования»): ax² + c = 0:

  • перенесем c в правую часть: ax² = — c,
  • разделим обе части на a: x² = — c/а.

Ну все, теперь мы готовы к выводам о корнях неполного квадратного уравнения. В зависимости от значений a и c, выражение — c/а может быть отрицательным или положительным. Разберем конкретные случаи.

Если — c/а 0, то корни уравнения x² = — c/а будут другими. Например, можно использовать правило квадратного корня и тогда корень уравнения равен числу √- c/а, так как (√- c/а)² = — c/а. Кроме того, корнем уравнения может стать -√- c/а, так как (-√- c/а)² = — c/а. Ура, больше у этого уравнения нет корней.

В двух словах

Неполное квадратное уравнение ax² + c = 0 равносильно уравнению ax² + c = 0, которое:

  • не имеет корней при — c/а 0.

Пример 1. Найти решение уравнения 9x² + 4 = 0.

    Перенесем свободный член в правую часть:

Разделим обе части на 9:

  • В правой части осталось число со знаком минус, значит у данного уравнения нет корней.

    • Ответ: уравнение 9x² + 4 = 0 не имеет корней.

    Пример 2. Решить -x² + 9 = 0.

      Перенесем свободный член в правую часть:

    Разделим обе части на -1:

    Ответ: уравнение -x² + 9 = 0 имеет два корня -3; 3.

    Как решить уравнение ax² + bx = 0

    Осталось разобрать третий вид неполных квадратных уравнений, когда c = 0.

    Квадратное уравнение без с непривычно решать только первые несколько примеров. Запомнив алгоритм, будет значительно проще щелкать задачки из учебника.

    Неполное квадратное уравнение ax² + bx = 0 можно решить методом разложения на множители. Разложим на множители многочлен, который расположен в левой части уравнения — вынесем за скобки общий множитель x.

    Теперь можем перейти от исходного уравнения к равносильному x * (ax + b) = 0. А это уравнение равносильно совокупности двух уравнений x = 0 и ax + b = 0, последнее — линейное, его корень x = −b/a.

    Таким образом, неполное квадратное уравнение ax² + bx = 0 имеет два корня:

    Пример 1. Решить уравнение 2x² — 32x = 0

      Вынести х за скобки

  • Это уравнение равносильно х = 0 и 2x — 32 = 0.
  • Решить линейное уравнение:
  • Значит корни исходного уравнения — 0 и 16.

    • Ответ: х = 0 и х = 16.

    Пример 2. Решить уравнение 3x² — 12x = 0

    Разложить левую часть уравнения на множители и найти корни:


    источники:

    http://na5.club/matematika/formula-nahozhdeniya-kornej-nepolnogo-kvadratnogo-uravneniya.html

    http://skysmart.ru/articles/mathematic/nepolnye-kvadratnye-uravneniya

    © 2023 Русский язык. Привила написания. Наш первый проект тут и тут