2x 4 + 5x 3 - 11x 2 - 20x + 12 = 0
Először meg kell találnia egy gyökeret a kiválasztási módszerrel. Általában a szabad kifejezés osztója. Ebben az esetben a szám osztói 12 vannak ±1, ±2, ±3, ±4, ±6, ±12. Kezdjük egyenként helyettesíteni őket:
1: 2 + 5 - 11 - 20 + 12 = -12 ⇒ szám 1
-1: 2 - 5 - 11 + 20 + 12 = 18 ⇒ szám -1 nem egy polinom gyöke
2: 2 ∙ 16 + 5 ∙ 8 - 11 ∙ 4 - 20 ∙ 2 + 12 = 0 ⇒ szám 2 a polinom gyöke
Megtaláltuk a polinom 1 gyökét. A polinom gyöke az 2, ami azt jelenti, hogy az eredeti polinomnak oszthatónak kell lennie x - 2. A polinomok felosztásához Horner sémáját használjuk:
2 | 5 | -11 | -20 | 12 | |
2 |
Az eredeti polinom együtthatói a felső sorban jelennek meg. A talált gyökér a második sor első cellájába kerül 2. A második sor az osztás eredményeként kapott polinom együtthatóit tartalmazza. Így számolják őket:
|
A második sor második cellájába írjuk a számot 2, egyszerűen az első sor megfelelő cellájából való áthelyezéssel. | ||||||||||||
|
2 ∙ 2 + 5 = 9 | ||||||||||||
|
2 ∙ 9 - 11 = 7 | ||||||||||||
|
2 ∙ 7 - 20 = -6 | ||||||||||||
|
2 ∙ (-6) + 12 = 0 |
Az utolsó szám az osztás maradéka. Ha egyenlő 0-val, akkor mindent helyesen számoltunk ki.
2x 4 + 5x 3 - 11x 2 - 20x + 12 = (x - 2) (2x 3 + 9x 2 + 7x - 6)
De ez még nem a vége. Ugyanígy megpróbálhatja kibontani a polinomot 2x 3 + 9x 2 + 7x - 6.
Ismét a szabad kifejezés osztói között keresünk egy gyökeret. Számosztók -6 vannak ±1, ±2, ±3, ±6.
1: 2 + 9 + 7 - 6 = 12 ⇒ szám 1 nem egy polinom gyöke
-1: -2 + 9 - 7 - 6 = -6 ⇒ szám -1 nem egy polinom gyöke
2: 2 ∙ 8 + 9 ∙ 4 + 7 ∙ 2 - 6 = 60 ⇒ szám 2 nem egy polinom gyöke
-2: 2 ∙ (-8) + 9 ∙ 4 + 7 ∙ (-2) - 6 = 0 ⇒ szám -2 a polinom gyöke
Írjuk be a megtalált gyökeret a Horner-sémába, és kezdjük el kitölteni az üres cellákat:
|
A harmadik sor második cellájába írjuk a számot 2, egyszerűen a második sor megfelelő cellájából való áthelyezéssel. | ||||||||||||||||||
|
-2 ∙ 2 + 9 = 5 | ||||||||||||||||||
|
-2 ∙ 5 + 7 = -3 | ||||||||||||||||||
|
-2 ∙ (-3) - 6 = 0 |
Így az eredeti polinomot figyelembe vettük:
2x 4 + 5x 3 - 11x 2 - 20x + 12 = (x - 2) (x + 2) (2x 2 + 5x - 3)
Polinom 2x 2 + 5x - 3 is faktorizálható. Ehhez megoldhatja a másodfokú egyenletet a diszkriminánson keresztül, vagy megkeresheti a gyöket a szám osztói között -3. Így vagy úgy, de arra a következtetésre jutunk, hogy ennek a polinomnak a gyöke a szám -3
|
A negyedik sor második cellájába írjuk a számot 2, egyszerűen a harmadik sor megfelelő cellájából való áthelyezéssel. | ||||||||||||||||||||||||
|
-3 ∙ 2 + 5 = -1 | ||||||||||||||||||||||||
|
-3 ∙ (-1) - 3 = 0 |
Így az eredeti polinomot lineáris tényezőkre bontottuk:
2x 4 + 5x 3 - 11x 2 - 20x + 12 = (x - 2) (x + 2) (x + 3) (2x - 1)
Az egyenlet gyökerei pedig a következők.
A másodfokú egyenleteket 8. osztályban tanulják, tehát nincs itt semmi bonyolult. Ezek megoldásának képessége feltétlenül szükséges.
A másodfokú egyenlet ax 2 + bx + c = 0 alakú egyenlet, ahol az a, b és c együtthatók tetszőleges számok, és a ≠ 0.
A konkrét megoldási módszerek tanulmányozása előtt vegye figyelembe, hogy minden másodfokú egyenlet három osztályba osztható:
- Nincsenek gyökerei;
- Pontosan egy gyökér legyen;
- Két különböző gyökerük van.
Ez egy fontos különbség a másodfokú és a lineáris egyenletek között, ahol a gyök mindig létezik és egyedi. Hogyan állapítható meg, hogy egy egyenletnek hány gyöke van? Van ebben egy csodálatos dolog - diszkriminatív.
Megkülönböztető
Legyen adott az ax 2 + bx + c = 0 másodfokú egyenlet, ekkor a diszkrimináns egyszerűen a D = b 2 − 4ac szám.
Ezt a képletet fejből kell tudni. Hogy honnan származik, az most nem fontos. Még egy fontos dolog: a diszkrimináns előjele alapján meg lehet határozni, hogy hány gyöke van egy másodfokú egyenletnek. Ugyanis:
- Ha D< 0, корней нет;
- Ha D = 0, akkor pontosan egy gyök van;
- Ha D > 0, akkor két gyök lesz.
Kérjük, vegye figyelembe: a diszkrimináns a gyökerek számát jelzi, és egyáltalán nem a jeleiket, ahogyan azt valamilyen okból sokan hiszik. Vessen egy pillantást a példákra, és mindent meg fog érteni:
Feladat. Hány gyöke van a másodfokú egyenleteknek:
- x 2 − 8x + 12 = 0;
- 5x 2 + 3x + 7 = 0;
- x 2 − 6x + 9 = 0.
Írjuk ki az első egyenlet együtthatóit, és keressük meg a diszkriminánst:
a = 1, b = -8, c = 12;
D = (−8) 2 − 4 1 12 = 64 − 48 = 16
Tehát a diszkrimináns pozitív, tehát az egyenletnek két különböző gyökere van. Hasonló módon elemezzük a második egyenletet:
a = 5; b = 3; c=7;
D = 3 2 − 4 5 7 = 9 − 140 = −131.
A diszkrimináns negatív, nincsenek gyökerei. Az utolsó hátralévő egyenlet:
a = 1; b = -6; c = 9;
D = (−6) 2 − 4 1 9 = 36 − 36 = 0.
A diszkrimináns nulla - a gyökér egy lesz.
Kérjük, vegye figyelembe, hogy minden egyenlethez együtthatókat írtunk le. Igen, hosszú, igen, fárasztó, de nem fogod összekeverni az esélyeket és hülye hibákat elkövetni. Válassz magadnak: sebesség vagy minőség.
Mellesleg, ha rájön a dolog, egy idő után nem kell leírnia az összes együtthatót. Ilyen műveleteket hajt végre a fejében. A legtöbb ember ezt valahol 50-70 megoldott egyenlet után kezdi el – általában nem annyira.
Másodfokú egyenlet gyökerei
Most térjünk át magára a megoldásra. Ha a diszkrimináns D > 0, akkor a gyökök a következő képletekkel kereshetők:
Másodfokú egyenlet gyökeinek alapképlete
Ha D = 0, bármelyik képletet használhatja - ugyanazt a számot kapja, amely lesz a válasz. Végül, ha D< 0, корней нет — ничего считать не надо.
- x 2 − 2x − 3 = 0;
- 15 − 2x − x 2 = 0;
- x 2 + 12x + 36 = 0.
Első egyenlet:
x 2 − 2x − 3 = 0 ⇒ a = 1; b = -2; c = -3;
D = (−2) 2 − 4 1 (−3) = 16.
D > 0 ⇒ az egyenletnek két gyöke van. Keressük meg őket:
Második egyenlet:
15 − 2x − x 2 = 0 ⇒ a = −1; b = -2; c = 15;
D = (−2) 2 − 4 · (−1) · 15 = 64.
D > 0 ⇒ az egyenletnek ismét két gyöke van. Keressük meg őket
\[\begin(align) & ((x)_(1))=\frac(2+\sqrt(64))(2\cdot \left(-1 \right))=-5; \\ & ((x)_(2))=\frac(2-\sqrt(64))(2\cdot \left(-1 \right))=3. \\ \end(igazítás)\]
Végül a harmadik egyenlet:
x 2 + 12x + 36 = 0 ⇒ a = 1; b = 12; c = 36;
D = 12 2 − 4 1 36 = 0.
D = 0 ⇒ az egyenletnek egy gyöke van. Bármilyen képlet használható. Például az első:
Amint a példákból látható, minden nagyon egyszerű. Ha ismeri a képleteket és tud számolni, akkor nem lesz probléma. Leggyakrabban akkor fordulnak elő hibák, amikor negatív együtthatókat helyettesítenek a képletben. Itt is segít a fent leírt technika: nézze meg a képletet szó szerint, írjon le minden lépést - és hamarosan megszabadul a hibáktól.
Hiányos másodfokú egyenletek
Előfordul, hogy egy másodfokú egyenlet kissé eltér a definícióban megadottól. Például:
- x 2 + 9x = 0;
- x 2 − 16 = 0.
Könnyen észrevehető, hogy ezekből az egyenletekből hiányzik az egyik kifejezés. Az ilyen másodfokú egyenletek még könnyebben megoldhatók, mint a szabványosak: még a diszkrimináns kiszámítását sem igénylik. Tehát vezessünk be egy új koncepciót:
Az ax 2 + bx + c = 0 egyenletet nem teljes másodfokú egyenletnek nevezzük, ha b = 0 vagy c = 0, azaz. az x változó vagy a szabad elem együtthatója nullával egyenlő.
Természetesen nagyon nehéz eset lehetséges, ha mindkét együttható nulla: b = c = 0. Ebben az esetben az egyenlet ax 2 = 0 alakot ölt. Nyilvánvalóan egy ilyen egyenletnek egyetlen gyöke van: x = 0.
Tekintsük a fennmaradó eseteket. Legyen b = 0, akkor egy ax 2 + c = 0 alakú nem teljes másodfokú egyenletet kapunk. Alakítsuk át egy kicsit:
Mivel az aritmetikai négyzetgyök csak egy nem negatív szám esetében létezik, az utolsó egyenlőségnek csak akkor van értelme, ha (−c /a) ≥ 0. Következtetés:
- Ha egy ax 2 + c = 0 alakú nem teljes másodfokú egyenletben teljesül a (−c /a) ≥ 0 egyenlőtlenség, akkor két gyöke lesz. A képlet fent van megadva;
- Ha (-c /a)< 0, корней нет.
Amint látja, nem volt szükség diszkriminánsra – a hiányos másodfokú egyenletekben egyáltalán nincsenek bonyolult számítások. Valójában nem is szükséges megjegyezni az egyenlőtlenséget (−c /a) ≥ 0. Elég, ha kifejezzük az x 2 értéket, és megnézzük, mi van az egyenlőségjel másik oldalán. Ha van pozitív szám, akkor két gyöke lesz. Ha negatív, akkor egyáltalán nem lesznek gyökerei.
Most nézzük meg az ax 2 + bx = 0 alakú egyenleteket, amelyekben a szabad elem egyenlő nullával. Itt minden egyszerű: mindig két gyökér lesz. Elég a polinomot faktorozni:
A közös tényezőt zárójelből kivéveA szorzat akkor nulla, ha legalább az egyik tényező nulla. Innen erednek a gyökerek. Végezetül nézzünk meg néhány ilyen egyenletet:
Feladat. Másodfokú egyenletek megoldása:
- x 2 − 7x = 0;
- 5x 2 + 30 = 0;
- 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. Nincsenek gyökerek, mert négyzet nem lehet egyenlő negatív számmal.
4x 2 − 9 = 0 ⇒ 4x 2 = 9 ⇒ x 2 = 9/4 ⇒ x 1 = 3/2 = 1,5; x 2 = -1,5.
Az online egyenletmegoldó szolgáltatás bármilyen egyenlet megoldásában segít. Weboldalunk segítségével nemcsak az egyenletre adott választ kapja meg, hanem részletes megoldást is láthat, vagyis az eredmény megszerzésének folyamatának lépésről lépésre történő megjelenítését. Szolgáltatásunk hasznos lesz középiskolásoknak és szüleiknek. A tanulók felkészülhetnek a tesztekre, vizsgákra, összemérhetik tudásukat, a szülők pedig figyelemmel kísérhetik gyermekeik matematikai egyenletek megoldását. Az egyenletmegoldó képesség az iskolások számára kötelező követelmény. A szolgáltatás segíti önképzését és tudásának bővítését a matematikai egyenletek területén. Segítségével bármilyen egyenletet megoldhat: másodfokú, köbös, irracionális, trigonometrikus stb. Az online szolgáltatás előnyei felbecsülhetetlenek, hiszen a helyes válasz mellett minden egyenletre részletes megoldást kap. Az egyenletek online megoldásának előnyei. Weboldalunkon online bármilyen egyenletet teljesen ingyenesen megoldhat. A szolgáltatás teljesen automatikus, nem kell semmit telepítenie a számítógépére, csak be kell írnia az adatokat és a program ad megoldást. A számítási hibák és az elírások kizártak. Nálunk bármilyen egyenlet online megoldása nagyon egyszerű, ezért mindenképpen használja oldalunkat bármilyen egyenlet megoldásához. Csak az adatokat kell megadni, és pillanatok alatt elkészül a számítás. A program önállóan, emberi beavatkozás nélkül működik, pontos és részletes választ kap. Az egyenlet megoldása általános formában. Egy ilyen egyenletben a változó együtthatók és a kívánt gyökök összekapcsolódnak. Egy változó legnagyobb hatványa határozza meg egy ilyen egyenlet sorrendjét. Ennek alapján az egyenletekhez különféle módszereket és tételeket használnak a megoldások keresésére. Az ilyen típusú egyenletek megoldása a szükséges gyökök általános formában történő megtalálását jelenti. Szolgáltatásunk lehetővé teszi a legbonyolultabb algebrai egyenlet online megoldását is. Kaphat egy általános megoldást az egyenletre és egy konkrét megoldást az Ön által megadott együtthatók számértékeire. A weboldalon található algebrai egyenlet megoldásához elegendő csak két mezőt helyesen kitölteni: az adott egyenlet bal és jobb oldalát. A változó együtthatós algebrai egyenleteknek végtelen számú megoldása van, és bizonyos feltételek felállításával a megoldások halmazából kiválasztják a részlegeseket. Másodfokú egyenlet. A másodfokú egyenlet alakja ax^2+bx+c=0, ha a>0. A másodfokú egyenletek megoldása magában foglalja az x azon értékeinek megtalálását, amelyekre az ax^2+bx+c=0 egyenlőség érvényes. Ehhez keresse meg a diszkrimináns értéket a D=b^2-4ac képlet segítségével. Ha a diszkrimináns kisebb, mint nulla, akkor az egyenletnek nincs valódi gyöke (a gyökök a komplex számok mezőjéből származnak), ha egyenlő nullával, akkor az egyenletnek egy valós gyöke van, és ha a diszkrimináns nagyobb nullánál , akkor az egyenletnek két valós gyöke van, amelyeket a következő képlettel találunk meg: D = -b+-sqrt/2a. Egy másodfokú egyenlet online megoldásához csak meg kell adnia az egyenlet együtthatóit (egész számok, törtek vagy tizedesjegyek). Ha egy egyenletben kivonási előjelek vannak, akkor az egyenlet megfelelő tagjai elé mínuszjelet kell tenni. Másodfokú egyenletet online is meg tud oldani a paramétertől, vagyis az egyenlet együtthatóiban szereplő változóktól függően. Általános megoldásokat kereső online szolgáltatásunk jól megbirkózik ezzel a feladattal. Lineáris egyenletek. A lineáris egyenletek (vagy egyenletrendszerek) megoldására a gyakorlatban négy fő módszert alkalmaznak. Mindegyik módszert részletesen ismertetjük. Helyettesítő módszer. Az egyenletek helyettesítési módszerrel történő megoldásához az egyik változót a többivel kell kifejezni. Ezt követően a kifejezést behelyettesítjük a rendszer más egyenleteivel. Innen származik a megoldási metódus neve is, vagyis változó helyett a kifejezése a fennmaradó változókkal helyettesítődik. A gyakorlatban a módszer bonyolult számításokat igényel, bár könnyen érthető, így egy ilyen egyenlet online megoldása időt takarít meg és megkönnyíti a számításokat. Csak meg kell adni az ismeretlenek számát az egyenletben, és ki kell töltenie a lineáris egyenletek adatait, majd a szolgáltatás elvégzi a számítást. Gauss módszer. A módszer a rendszer legegyszerűbb transzformációin alapul, hogy egy ekvivalens háromszögrendszert kapjunk. Belőle sorra határozzák meg az ismeretleneket. A gyakorlatban meg kell oldania egy ilyen egyenletet online, részletes leírással, aminek köszönhetően jól ismeri a Gauss-módszert a lineáris egyenletrendszerek megoldására. Írja fel a lineáris egyenletrendszert a megfelelő formátumban, és vegye figyelembe az ismeretlenek számát a rendszer pontos megoldása érdekében! Cramer módszere. Ez a módszer olyan egyenletrendszereket old meg, ahol a rendszernek egyedi megoldása van. A fő matematikai művelet itt a mátrix-determinánsok kiszámítása. Az egyenletek megoldása a Cramer módszerrel online történik, az eredményt azonnal megkapja teljes és részletes leírással. Elég csak kitölteni a rendszert együtthatókkal és kiválasztani az ismeretlen változók számát. Mátrix módszer. Ez a módszer abból áll, hogy az A mátrixban szereplő ismeretlenek, az X oszlopban lévő ismeretlenek és a B oszlopban lévő szabad tagok együtthatóit gyűjtjük össze. Így a lineáris egyenletrendszer egy AxX=B formájú mátrixegyenletre redukálódik. Ennek az egyenletnek csak akkor van egyedi megoldása, ha az A mátrix determinánsa különbözik nullától, ellenkező esetben a rendszernek nincs megoldása, vagy végtelen számú megoldása van. Az egyenletek mátrixmódszerrel történő megoldása magában foglalja az A inverz mátrix megtalálását.
Emlékezzünk vissza a fokozatok alapvető tulajdonságaira. Legyen a > 0, b > 0, n, m bármilyen valós szám. Akkor
1) a n a m = a n+m
2) \(\frac(a^n)(a^m) = a^(n-m) \)
3) (a n) m = a nm
4) (ab) n = a n b n
5) \(\left(\frac(a)(b) \right)^n = \frac(a^n)(b^n) \)
7) a n > 1, ha a > 1, n > 0
8) a n 1, n
9) a n > a m, ha 0
A gyakorlatban gyakran használnak y = a x alakú függvényeket, ahol a egy adott pozitív szám, x egy változó. Az ilyen függvényeket ún jelzésértékű. Ezt az elnevezést az magyarázza, hogy az exponenciális függvény argumentuma a kitevő, a kitevő alapja pedig az adott szám.
Meghatározás. Az exponenciális függvény y = a x alakú függvény, ahol a egy adott szám, a > 0, \(a \neq 1\)
Az exponenciális függvény a következő tulajdonságokkal rendelkezik
1) Az exponenciális függvény definíciós tartománya az összes valós szám halmaza.
Ez a tulajdonság abból következik, hogy az a x hatvány, ahol a > 0, minden x valós számra definiálva van.
2) Az exponenciális függvény értékkészlete az összes pozitív szám halmaza.
Ennek ellenőrzéséhez meg kell mutatnia, hogy az a x = b egyenletnek, ahol a > 0, \(a \neq 1\), nincs gyöke, ha \(b \leq 0\), és van gyöke bármely b > 0 .
3) Az y = a x exponenciális függvény az összes valós szám halmazán növekszik, ha a > 1, és csökken, ha 0. Ez a (8) és (9) fok tulajdonságaiból következik.
Szerkesszük meg az y = a x exponenciális függvények gráfjait a > 0 és 0 esetén. A figyelembe vett tulajdonságok felhasználásával megjegyezzük, hogy az y = a x függvény grafikonja a > 0 esetén áthalad a (0; 1) ponton és felette helyezkedik el. az Ökör tengely.
Ha x 0.
Ha x > 0 és |x| növekszik, a grafikon gyorsan emelkedik.
Az y = a x függvény grafikonja 0-nál Ha x > 0 és növekszik, akkor a grafikon gyorsan megközelíti az Ox tengelyt (anélkül, hogy keresztezné azt). Így az Ox tengely a gráf vízszintes aszimptotája.
Ha x
Exponenciális egyenletek
Tekintsünk több példát az exponenciális egyenletekre, pl. olyan egyenletek, amelyekben az ismeretlen benne van a kitevőben. Az exponenciális egyenletek megoldása gyakran az a x = a b egyenlet megoldásához vezet, ahol a > 0, \(a \neq 1\), x egy ismeretlen. Ezt az egyenletet a hatványtulajdonság segítségével oldjuk meg: az azonos bázisú a > 0, \(a \neq 1\) hatványok akkor és csak akkor egyenlők, ha a kitevőjük egyenlő.
Oldja meg a 2 3x 3 x = 576 egyenletet
Mivel 2 3x = (2 3) x = 8 x, 576 = 24 2, az egyenlet felírható így: 8 x 3 x = 24 2, vagy 24 x = 24 2, amelyből x = 2.
Válasz x = 2
Oldja meg a 3 x + 1 - 2 3 x - 2 = 25 egyenletet
A 3 x - 2 közös tényezőt a bal oldali zárójelekből kivéve 3 x - 2 (3 3 - 2) = 25, 3 x - 2 25 = 25,
ahonnan 3 x - 2 = 1, x - 2 = 0, x = 2
Válasz x = 2
Oldja meg a 3 x = 7 x egyenletet!
Mivel \(7^x \neq 0 \) , az egyenlet \(\frac(3^x)(7^x) = 1 \ alakban írható fel, amelyből \(\left(\frac(3) )( 7) \jobbra) ^x = 1 \), x = 0
Válasz x = 0
Oldja meg a 9 x - 4 3 x - 45 = 0 egyenletet
3 x = t helyettesítésével ez az egyenlet a t 2 - 4t - 45 = 0 másodfokú egyenletre redukálódik. Ezt az egyenletet megoldva megtaláljuk a gyökereit: t 1 = 9, t 2 = -5, ahonnan 3 x = 9, 3 x = -5.
A 3 x = 9 egyenlet gyöke x = 2, a 3 x = -5 egyenletnek pedig nincs gyöke, mivel az exponenciális függvény nem vehet fel negatív értékeket.
Válasz x = 2
Oldja meg a 3 egyenletet 2 x + 1 + 2 5 x - 2 = 5 x + 2 x - 2
Írjuk fel az egyenletet a formába
3 2 x + 1 - 2 x - 2 = 5 x - 2 5 x - 2, ahonnan
2 x - 2 (3 2 3 - 1) = 5 x - 2 (5 2 - 2)
2 x - 2 23 = 5 x - 2 23
\(\left(\frac(2)(5) \right) ^(x-2) = 1 \)
x - 2 = 0
Válasz x = 2
Oldja meg a 3. |x - 1| egyenletet = 3 |x + 3|
Mivel 3 > 0, \(3 \neq 1\), akkor az eredeti egyenlet ekvivalens az |x-1| egyenlettel. = |x+3|
Ezt az egyenletet négyzetre emelve megkapjuk az (x - 1) 2 = (x + 3) 2 következményét, amelyből
x 2 - 2x + 1 = x 2 + 6x + 9, 8x = -8, x = -1
Az ellenőrzés azt mutatja, hogy x = -1 az eredeti egyenlet gyöke.
Válasz x = -1