Тақырып 5

Сызықтық, квадрат және бөлшек-рационал теңдеулер

Спецификация бойынша не тексеріледі:

Сызықтық теңдеулерКвадрат теңдеулер, дискриминантВиет теоремасыБөлшек-рационал теңдеулер

Бір минутта мәні

ax=bax=b сызықтық теңдеуінің a≠0a\ne0 болғанда бір түбірі бар. ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 квадрат теңдеуі дискриминант немесе Виет теоремасы арқылы шешіледі. Бөлшек-рационал теңдеуді ортақ бөлімге көбейтіп бүтін теңдеуге келтіреді, бірақ бөлімді нөлге айналдыратын түбірлер алынып тасталады.

Қарапайым тілмен

Теңдеу — «тепе-теңдіктегі таразы». Бір табағымен не істесек, екіншісімен де сонысын істейміз. Мақсат — xx-ті бір жағында жалғыз қалдыру.

Сызықтық теңдеу 3 қадамда

3x+7=223x+7=22: 1) екі жағынан 7-ні аламыз: 3x=153x=15; 2) екі жағын 3-ке бөлеміз: x=5x=5; 3) тексеру: 3⋅5+7=223\cdot5+7=22 ✓.

Неге квадрат теңдеудің 0, 1 немесе 2 түбірі болады

y=ax2+bx+cy=ax^2+bx+c графигі — парабола. Түбірлер — оның OxOx осін қиятын нүктелері. Парабола осьті екі рет қиюы, жанауы (бір түбір) немесе мүлде қимауы (түбір жоқ) мүмкін. DD таңбасы осыны көрсетеді.

Виет теоремасы — түбірлерді табу

x2−7x+12=0x^2-7x+12=0 үшін екі сан іздейміз: көбейтіндісі 12, қосындысы 7. Бұлар 3 және 4. a=1a=1 және түбірлер бүтін болғанда жақсы жұмыс істейді.

Модуль — бұл қашықтық

∣x∣=3|x|=3 — «xx нөлден 3 қашықтықта»: x=3x=3 немесе x=−3x=-3. ∣x−2∣=5|x-2|=5: xx-тен 2-ге дейінгі қашықтық 5 → x=7x=7 немесе x=−3x=-3.

∣x∣=−1|x|=-1 — шешімі жоқ: қашықтық теріс болмайды.

Басты формулалар

D=b2−4acD=b^2-4ac
Дискриминант
x1,2=−b±D2ax_{1,2}=\dfrac{-b\pm\sqrt D}{2a}
D≥0D\ge0 болғандағы түбірлер
x1+x2=−ba,x1x2=cax_1+x_2=-\dfrac ba,\qquad x_1x_2=\dfrac ca
Виет теоремасы
x2+px+q=0: x1+x2=−p, x1x2=qx^2+px+q=0:\ x_1+x_2=-p,\ x_1x_2=q
Келтірілген теңдеу

Ұғымдар мен терминдер

D>0D>0
Екі әртүрлі түбір
D=0D=0
Бір түбір (екі бірдей түбір)
D<0D<0
Нақты түбірлері жоқ
Бөгде түбір
Түрлендірулер кезінде пайда болған, бірақ бастапқы теңдеуді қанағаттандырмайтын түбір

Тақырыпты талдау

Толымсыз квадрат теңдеулер

ax2+bx=0⇒x(ax+b)=0ax^2+bx=0\Rightarrow x(ax+b)=0: x=0x=0 немесе x=−bax=-\frac ba.

ax2+c=0⇒x2=−caax^2+c=0\Rightarrow x^2=-\frac ca: түбірлер тек −ca≥0-\frac ca\ge0 болғанда бар.

Бөлшек-рационал теңдеулер

1) ММО табыңыз: бөлімдер ≠0\ne0. 2) Ортақ бөлімге көбейтіңіз. 3) Бүтін теңдеуді шешіңіз. 4) ММО-ға кірмейтін түбірлерді алып тастаңыз.

Модулі бар теңдеулер 8 сынып

∣f(x)∣=a|f(x)|=a: a<0a<0 болса, шешімі жоқ; a≥0a\ge0 болса: f(x)=af(x)=a немесе f(x)=−af(x)=-a.

∣f(x)∣=g(x)|f(x)|=g(x): f=gf=g және f=−gf=-g теңдеулерін шешіп, g(x)≥0g(x)\ge0 болатын түбірлерді қалдырамыз.

ax2+b∣x∣+c=0ax^2+b|x|+c=0 түріндегі теңдеулерді t=∣x∣≥0t=|x|\ge0 алмастыруымен шешеді (x2=∣x∣2x^2=|x|^2).

Биквадрат теңдеулер және алмастыру 8 сынып

ax4+bx2+c=0ax^4+bx^2+c=0: t=x2≥0t=x^2\ge0 алмастыруы квадрат теңдеу береді. Теріс tt-ларды тастаймыз, оң tt-дан x=±tx=\pm\sqrt t.

Алмастыру (x2+x)2−8(x2+x)+12=0(x^2+x)^2-8(x^2+x)+12=0 үшін де жұмыс істейді: t=x2+xt=x^2+x.

Параметрі бар теңдеулер 8–9 сынып

Квадрат теңдеудің D>0D>0 болғанда екі, D=0D=0 болғанда бір түбірі бар, D<0D<0 болғанда түбірі жоқ. Бас коэффициентте параметр болса, оның 0-ге тең жағдайын бөлек қарастырыңыз (теңдеу сызықтыққа айналады).

Комплекс сандар 11 сынып

ii — i2=−1i^2=-1 болатын сан. Комплекс сан z=a+biz=a+bi; модулі ∣z∣=a2+b2|z|=\sqrt{a^2+b^2}; түйіндесі zˉ=a−bi\bar z=a-bi.

D<0D<0 болғанда квадрат теңдеудің комплекс түбірлері болады: x2+4=0⇒x=±2ix^2+4=0\Rightarrow x=\pm2i; x2−2x+5=0⇒x=1±2ix^2-2x+5=0\Rightarrow x=1\pm2i.

ii дәрежелері 4 сайын қайталанады: i, −1, −i, 1i,\ -1,\ -i,\ 1.

Теңдеу құруға арналған мәтінді есептер 6–8 сынып

Алгоритм: 1) белгісізді xx деп белгілеңіз (сұралып отырғанын алған жөн); 2) басқа шамаларды xx арқылы өрнектеңіз; 3) «теңдік» шартынан теңдеу құрыңыз; 4) шешіп, мағынасын тексеріңіз (уақыт пен ұзындық теріс емес).

Шешімі бар есеп мысалдары

Есеп 1Шешіңіз: 2x2+3x−2=02x^2+3x-2=0.
  1. D=9+16=25D=9+16=25.
  2. x=−3±54x=\dfrac{-3\pm5}{4}: x1=12x_1=\dfrac12, x2=−2x_2=-2.
Жауабы −2; 12-2;\ \frac12
Есеп 2Шешіңіз: 3x−1−2x+1=1\dfrac{3}{x-1}-\dfrac{2}{x+1}=1.
  1. ММО: x≠±1x\ne\pm1. (x−1)(x+1)(x-1)(x+1)-ге көбейтеміз: 3(x+1)−2(x−1)=x2−13(x+1)-2(x-1)=x^2-1.
  2. x+5=x2−1⇒x2−x−6=0x+5=x^2-1\Rightarrow x^2-x-6=0, x1=3x_1=3, x2=−2x_2=-2.
  3. Екі түбір де ММО-ға кіреді.
Жауабы −2; 3-2;\ 3
Есеп 3x2+px+12=0x^2+px+12=0 теңдеуінің бір түбірі 3-ке тең. Екінші түбірін және pp-ны табыңыз.
  1. Виет бойынша x1x2=12⇒x2=4x_1x_2=12\Rightarrow x_2=4.
  2. x1+x2=−p⇒p=−7x_1+x_2=-p\Rightarrow p=-7.
Жауабы x2=4, p=−7x_2=4,\ p=-7
Есеп 4Шешіңіз: ∣2x−3∣=7|2x-3|=7.
  1. 2x−3=7⇒x=52x-3=7\Rightarrow x=5.
  2. 2x−3=−7⇒x=−22x-3=-7\Rightarrow x=-2.
Жауабы −2; 5-2;\ 5
Есеп 5Шешіңіз: x4−5x2+4=0x^4-5x^2+4=0.
  1. t=x2t=x^2: t2−5t+4=0t^2-5t+4=0, t=1t=1 немесе t=4t=4.
  2. x=±1x=\pm1, x=±2x=\pm2.
Жауабы ±1; ±2\pm1;\ \pm2

Күрделі есептер: қадам-қадаммен

Есеп 1Шешіңіз: x2−5∣x∣+6=0x^2-5|x|+6=0.

Идея: x2=∣x∣2x^2=|x|^2, сондықтан t=∣x∣t=|x| алмастыруы қарапайым квадрат теңдеу береді.

  1. Алмастыру
    t=∣x∣≥0t=|x|\ge0: t2−5t+6=0t^2-5t+6=0.
  2. tt бойынша шешеміз
    Виет бойынша t=2t=2 немесе t=3t=3 — екеуі де теріс емес.
  3. xx-ке қайтамыз
    ∣x∣=2⇒x=±2|x|=2\Rightarrow x=\pm2; ∣x∣=3⇒x=±3|x|=3\Rightarrow x=\pm3.
Жауабы ±2; ±3\pm2;\ \pm3
Есеп 2aa-ның қандай мәндерінде x2−2ax+a+6=0x^2-2ax+a+6=0 теңдеуінің екі әртүрлі түбірі бар?

Идея: Екі әртүрлі түбір ⇔ D>0D>0.

  1. Дискриминант
    D=(2a)2−4(a+6)=4a2−4a−24D=(2a)^2-4(a+6)=4a^2-4a-24.
  2. D>0D>0 шарты
    4a2−4a−24>0 ⇔ a2−a−6>04a^2-4a-24>0\ \Leftrightarrow\ a^2-a-6>0.
  3. Түбірлер мен таңбалар
    a2−a−6=0a^2-a-6=0: a=−2a=-2, a=3a=3. Тармақтары жоғары парабола түбірлерден тыс оң.
Жауабы a<−2a<-2 немесе a>3a>3
Есеп 3Шешіңіз: (x2+3x)2−2(x2+3x)−8=0(x^2+3x)^2-2(x^2+3x)-8=0.

Идея: Қайталанатын өрнекті бір әріппен алмастырамыз.

  1. t=x2+3xt=x^2+3x алмастыруы
    t2−2t−8=0⇒t=4t^2-2t-8=0\Rightarrow t=4 немесе t=−2t=-2.
  2. x2+3x=4x^2+3x=4
    x2+3x−4=0x^2+3x-4=0: x=1x=1, x=−4x=-4.
  3. x2+3x=−2x^2+3x=-2
    x2+3x+2=0x^2+3x+2=0: x=−1x=-1, x=−2x=-2.
Жауабы −4; −2; −1; 1-4;\ -2;\ -1;\ 1
Есеп 4Моторлы қайық ағыс бойымен 36 км және ағысқа қарсы 36 км жолды 5 сағатта жүрді. Ағыс жылдамдығы 3 км/сағ. Қайықтың меншікті жылдамдығын табыңыз.

Идея: Уақыт = жол / жылдамдық; ағыс бойымен жылдамдық v+3v+3, қарсы — v−3v-3.

  1. Белгілеу
    vv км/сағ — меншікті жылдамдық, v>3v>3.
  2. Уақыт бойынша теңдеу
    36v+3+36v−3=5\dfrac{36}{v+3}+\dfrac{36}{v-3}=5.
  3. Квадрат теңдеуге келтіреміз
    36(v−3)+36(v+3)=5(v2−9)⇒72v=5v2−45⇒5v2−72v−45=036(v-3)+36(v+3)=5(v^2-9)\Rightarrow72v=5v^2-45\Rightarrow5v^2-72v-45=0.
  4. Шешеміз
    D=5184+900=6084=782D=5184+900=6084=78^2, v=72+7810=15v=\dfrac{72+78}{10}=15 (екінші түбір −0,6-0{,}6 сәйкес емес).
Жауабы 15 км/сағ

ҰБТ-дағы жиі қателіктер

  • Бөлшек-рационал теңдеулерде ММО-ны міндетті түрде тексеріңіз.
  • ax2+bx+cax^2+bx+c үшін Виет теоремасы: қосынды −ba-\frac ba, −b-b емес.
  • Екі жақты айнымалысы бар өрнекке бөлмеңіз — x=0x=0 түбірін жоғалтасыз.
  • ∣f∣=g|f|=g теңдеуінде міндетті түрде g≥0g\ge0 тексеріңіз.
  • t=x2t=x^2 алмастыруынан кейін теріс tt мәндері тасталады.

Есте сақта

Бәрін DD шешеді: нөлден үлкен — екі түбір, нөл — бір, кіші — жоқ.

Өзіңді тексер

1. x2−9=0x^2-9=0 теңдеуінің түбірлері:
  1. 3
  2. ±3\pm3
  3. 9
  4. ±9\pm9
Жауабын көрсету

±3\pm3 x2=9x^2=9.

2. 2x2−8x+3=02x^2-8x+3=0 түбірлерінің қосындысы:
  1. 8
  2. −4-4
  3. 4
  4. 32\frac32
Жауабын көрсету

4 −−82=4-\frac{-8}{2}=4.

3. x2+2x+5=0x^2+2x+5=0 теңдеуінің неше түбірі бар?
  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. шексіз көп
Жауабын көрсету

0 D=4−20<0D=4-20<0.

4. ∣x+1∣=−2|x+1|=-2 теңдеуінің шешімдері:
  1. 11
  2. −3-3
  3. 11 және −3-3
  4. шешімі жоқ
Жауабын көрсету

шешімі жоқ Модуль теріс болмайды.

5. i2=i^2=
  1. 1
  2. −1-1
  3. ii
  4. 0
Жауабын көрсету

−1-1 Анықтама бойынша.

Байланысты тақырыптар

Деңгейіңді біл: ҰБТ-ға тегін диагностика