Формулы корней квадратного уравнения. Дискриминант

Пусть дано квадратное уравнение ах2 + bx + с = 0

Применим к квадратному трехчлену ах2 + bx + с преобразования:

ах2 + bx + с = (ax + bx) + с = begin mathsize 12px style a open parentheses x squared minus b over a x close parentheses plus c end style = begin mathsize 12px style a open parentheses x squared plus 2 fraction numerator b over denominator 2 a end fraction x plus fraction numerator b squared over denominator 4 a squared end fraction close parentheses minus fraction numerator b squared over denominator 4 a squared end fraction plus c end style = begin mathsize 12px style a open parentheses x plus fraction numerator b over denominator 2 a end fraction close parentheses squared minus fraction numerator b squared minus 4 a c over denominator 4 a end fraction end style

Обычно выражение b2 - 4ac обозначают буквой В и называют дискриминантом квадратного уравнения  ах2 + bx + с = 0 (или дискриминантом квадратного трехчлена ах2 + bx + с).

Таким образом ах2 + bx + с = begin mathsize 12px style a open parentheses x plus fraction numerator b over denominator 2 a end fraction close parentheses squared minus fraction numerator D over denominator 4 a end fraction end style.

Значит, квадратное уравнение ах2 + bx + с = 0 можно переписать в виде: 

begin mathsize 12px style a open parentheses x plus fraction numerator b over denominator 2 a end fraction close parentheses squared equals fraction numerator D over denominator 4 a end fraction end style или begin mathsize 12px style open parentheses x plus fraction numerator b over denominator 2 a end fraction close parentheses squared equals fraction numerator D over denominator 4 a squared end fraction end style. (1)

При решении квадратного уравнения важно знать знак дискриминант:

Теорема 1. 

Если D<0, то квадратное уравнение не имеет решение.

Доказательство. Если D<0, то правая часть уравнения (1) - отрицательное число; в тоже время левая часть уравнения (1) при любых значениях х принимает неотрицательные значения. Значит, нет не одного значения х, которое удовлетворяло бы уравнению (1), а потому уравнение 1 не имеет корней. 

Пример 1.

Решить уравнение 2х+ 4х + 7 = 0

Решение.

Здесь а = 2, b = 4, с = 7, D = b2 - 4ac = 42 - 4 * 2 * 7 = 16 - 56 = -40.

Так как D<0, то по теореме 1 данное квадратное уравнение не имеет корней.

Теорема 2.

 Если D = 0, то квадратное уравнение имеет одно решение, х = begin mathsize 12px style negative fraction numerator b over denominator 2 a end fraction end style.

 Доказательство.

 Если D = 0, то уравнение (1) принимает вид begin mathsize 12px style open parentheses x plus fraction numerator b over denominator 2 a end fraction close parentheses squared equals 0 end style, значит begin mathsize 12px style x plus fraction numerator b over denominator 2 a end fraction equals 0 end style, т.е. begin mathsize 12px style x equals negative fraction numerator b over denominator 2 a end fraction end style - единственный корень уравнения.

Теорема 3.

 Если D > 0, то квадратное уравнение имеет два коня хbegin mathsize 12px style fraction numerator negative b minus square root of D over denominator 2 a end fraction end style;   x2begin mathsize 12px style fraction numerator negative b plus square root of D over denominator 2 a end fraction end style

Доказательство.

Перепишем квадратное уравнение ах2 + bx + c = 0 в виде begin mathsize 12px style open parentheses x plus fraction numerator b over denominator 2 a end fraction close parentheses squared equals fraction numerator D over denominator 4 a squared end fraction end style, обозначим х + begin mathsize 12px style fraction numerator b over denominator 2 a end fraction end style через t, тогда уравнение будет иметь вид: begin mathsize 12px style t squared equals fraction numerator D over denominator 4 a squared end fraction end style.

По условию, D>0, значит, первая часть уравнения положительное число. Тогда из уравнения получаем, что t = begin mathsize 12px style plus-or-minus fraction numerator square root of D over denominator 2 a end fraction end style, но t = begin mathsize 12px style x plus fraction numerator b over denominator 2 a end fraction end style, таким образом, задача свелась к решению двух уравнений: begin mathsize 12px style x plus fraction numerator b over denominator 2 a end fraction equals negative fraction numerator square root of D over denominator 2 a end fraction end style и begin mathsize 12px style x plus fraction numerator b over denominator 2 a end fraction equals fraction numerator square root of D over denominator 2 a end fraction end style из первого уравнения получим begin mathsize 12px style x equals fraction numerator negative b minus square root of D over denominator 2 a end fraction end style, а из второго уравнения получим begin mathsize 12px style x equals fraction numerator negative b plus square root of D over denominator 2 a end fraction end style.

Итак, заданное квадратное уравнение имеет два корня: хbegin mathsize 12px style fraction numerator negative b minus square root of D over denominator 2 a end fraction end style;   x2 = begin mathsize 12px style fraction numerator negative b plus square root of D over denominator 2 a end fraction end style.

Алгоритм решения уравнения ax2 + bx + с = 0

  1. Вычислить дискриминант по формуле: D = b2 - 4ac
  2. Если D<0, то квадратное уравнение не имеет решений
  3. Если D=0, то квадратное уравнение имеет одно решение х = begin mathsize 12px style negative fraction numerator b over denominator 2 a end fraction end style
  4. Если D=0, то квадратное уравнение имеет два корня х1 = begin mathsize 12px style fraction numerator negative b minus square root of D over denominator 2 a end fraction end style;   x2 = begin mathsize 12px style fraction numerator negative b plus square root of D over denominator 2 a end fraction end style.

Вопросы к конспектам

Решите следующее уравнение: y2 - 9y + 18 = 0
Найдите корни уравнения: 5х2 - 36х = -7    
Найдите сумму всех корней уравнения: 2х- 7х+ 2 = 0  
Решите уравнение: 10x2 - x + 1 = 0
Решите уравнение: begin mathsize 12px style square root of 1 minus x squared end root equals 2 end style
Решите уравнение: begin mathsize 12px style fraction numerator 5 x squared plus 9 over denominator 6 end fraction minus fraction numerator 4 x squared minus 9 over denominator 5 end fraction equals 3 end style
Решите уравнение: (4 - 3x)2 = 25
В каком значений числа b уравнение 4x2 + 2x -b = 0 имеет корень?
Решите уравнение: 2x2 -7x + 5 = 0
Решите уравнение: begin mathsize 12px style open parentheses x squared plus x minus 6 close parentheses asterisk times square root of fraction numerator x minus 3 over denominator x plus 1 end fraction end root equals 0 end style
Последнее изменение: Воскресенье, 29 Январь 2017, 19:47