изменить логин/пароль
Квадратные и сводящиеся к квадратным уравнения. Видеоуроки.
Квадратные уравнения и способы их решения
Квадратное уравнение имеет вид
Всегда удобнее, если старший коэффициент



тогда получим

Неполные квадратные уравнения
Имеется ввиду, что один из коэффициентов - b или c или оба - равны нулю.В случае, когда они оба равны нулю, уравнение будет иметь единственный корень, равный 0:


Пример 1.



Пример 2.


Ответ:

Пример 3.


Ответ:

Выделение полного квадрата
В этом способе мы будем использовать формулу из темы модули:

а также формулы сокращённого умножения, которые рекомендуется повторить.
Смотрим примеры.
Пример 1.




Пример 2.




Пример 3.



Дискриминант и формула для корней
Для квадратного уравнения












Пример 1.
Решить уравнение:
Находим дискриминант и смотрим на его знак:

Поскольку дискриминант положительный, уравнение имеет два корня. Далее используем формулы 1:



Пример 2.
Решить уравнение:
Тут та же схема:


Ответ:

Пример 3.
Решить уравнение:

Т.к. дискриминант равен нулю, уравнение имеет один корень. Используем формулу 2:

Ответ:

Пример 4.
Решить уравнение:
Здесь

Ответ:

Формула для одного частного случая
Для уравнения вида
Посмотрим, как это происходит. В этом случае








Теорема Виета
Числа
















Для v точно такие же рассуждения. Эта теорема обычно нужна для быстрого подбора корней.
А если вы её используете ещё и для проверки корней, то получаете более надёжный результат.
И кто пока так не делает – советую научиться. Очень полезная вещь. Подбор корней лучше всегда начинать с произведения.
Пример 1.

Если это уравнение имеет корни



Ответ:

Пример 2.

Корни, если они есть, должны удовлетворять равенствам:


Ответ:

Пример 3.



Ответ:

Теорема Виета для общего случая
Хорошо, если старший коэффициент равен 1. А что делать, если это не так ?В уравнении




Именно эти формулы и рекомендую запомнить, поскольку они "работают" для любого квадратного уравнения. Например, для корней уравнения


Однако, подбирать корни в этом случае не совсем удобно.
Можно воспользоваться правилом, которое я называю модификацией теоремы Виета.
Модификация теоремы Виета
Для квадратного уравнения

и корни вспомогательного уравнения


Пример 1.
Решить уравнение



Это и есть корни данного уравнения, которые требовалось найти. На всякий случай, проверим их по теореме Виета:



Пример 2.
Решить уравнение






Пример 3.
Решить уравнение








Замены в иррациональных уравнениях
Иррациональные уравнения – это отдельная большая тема.Их обычно решают, возводя один или несколько раз уравнение в квадрат или другую степень, предварительно уединяя радикалы.
При этом для равносильности преобразований пишут некие дополнительные условия. Однако, некоторые несложные иррациональные уравнения иногда можно решить проще, если удаётся сделать подходящую замену, после которой получают квадратное уравнение.
Разберём несколько таких примеров.
Пример 1.
Решить уравнение

Но решать это неравенство пока не будем. Сразу займёмся данным уравнением.
В нём мы видим взаимно-обратные величины. Это подсказывает нам сделать такую замену переменной:

Тогда уравнение превратится в



Вспомогательное уравнение



Оба числа удовлетворяют написанному выше условию







И в этот момент мы понимаем, что неравенство в ОДЗ можно не решать. Можно написать, что оно выполнено по



Ответ:

Пример 2.
Решить уравнение





Обратите внимание, что никаких дополнительных условий не потребовалось.
Когда замена делается в самом начале, на первом шаге, то и требования, находящиеся в ОДЗ, переходят в новое уравнение и содержатся там.
То есть, ОДЗ можно не писать. В последнем примере требование

содержится во всех строчках нового уравнения в самой букве t, поскольку

Пример 3.
Решить уравнение
Выполняем замену


Тогда уравнение станет таким



Вспомогательное уравнение:












Рациональные уравнения, сводящиеся к квадратным
Все уравнения, которые мы здесь рассмотрим, будут сводиться к квадратным.Поэтому, предполагается, что вы умеете их решать. Кому нужно вспомнить способы решения квадратных уравнений, смотрите здесь.
Без использования замен
Тут всё довольно стандартно – пишем ОДЗ уравнения. Далее, или переносим всё в одну часть и пытаемся разложить на множители, или избавляемся от дробей. Для того, чтобы избавиться от дробей, мы не занимаемся приведением их к общему знаменателю.Мы сразу домножаем обе части уравнения на общий знаменатель и уже в следующей строке получаем запись без дробей. Так делать быстрее и удобнее. Мы же имеем право умножить обе части равенства на число, не равное нулю. Согласно нашей ОДЗ, равно нулю оно не будет.
Пример 1.
Решить уравнение










Если корни – целые, советую всегда делать проверку, подставлять найденные числа в исходное уравнение.
Особенно, когда вы часто делаете арифметические ошибки.
Проверка:
,
Особенно, когда вы часто делаете арифметические ошибки.
Проверка:


Если корни – целые, советую всегда делать проверку, подставлять найденные числа в исходное уравнение.
Особенно, когда вы часто делаете арифметические ошибки.
Проверка:
Ответ:
Особенно, когда вы часто делаете арифметические ошибки.
Проверка:



Ну, а в случае неверного ответа - суметь найти ошибку. Это тоже требует некоторых умений и настойчивости.
Пример 2.
Решить уравнение







Теперь удобно воспользоваться свойством:
квадраты чисел равны, только если сами числа равны или они противоположны:
квадраты чисел равны, только если сами числа равны или они противоположны:

Теперь удобно воспользоваться свойством:
квадраты чисел равны, только если сами числа равны или они противоположны:
квадраты чисел равны, только если сами числа равны или они противоположны:



Сделаем проверку и подставим найденные числа в исходное уравнение:


Сделаем проверку и подставим найденные числа в исходное уравнение:
Ответ:


верно


верно

Пример 3.
Решить уравнение





Домножим обе части уравнения на общий знаменатель











Пример 4.
Решить уравнение
Слева и справа есть одинаковая скобочка. Мы перенесём всё в одну часть и разложим на множители.



Есть немного другой подход к логике решения. Мы сразу видим, что при

Уравнение


Когда мы делим на выражение, которое может при каком-то х обратиться в 0, то можем потерять решения уравнения.
Но если у нас отдельно записан случай





Пример 5.
Решить уравнение




В первом уравнении не забываем, что
А для второго - корень
легко угадывается, а дальше вступает теорема Виета:



В первом уравнении не забываем, что
А для второго - корень

легко угадывается, а дальше вступает теорема Виета:
И тогда получаем совокупность решений:


легко угадывается, а дальше вступает теорема Виета:



Пример 6.
Решить уравнение



А если посмотреть внимательно, видно, что и слева и справа есть множитель

Если здесь домножить на
,
чтобы уйти от дроби, мы получим уравнение 4 степени. Нам это не нужно.
А если посмотреть внимательно, видно, что и слева и справа есть множитель
. Воспользуемся этим.

А если посмотреть внимательно, видно, что и слева и справа есть множитель





Пример 7.
Решить уравнение
Выражения слева и справа в скобках отличаются знаком.
Можно слева вынести минус, но я воспользуюсь свойством квадрата:
Можно слева вынести минус, но я воспользуюсь свойством квадрата:

Выражения слева и справа в скобках отличаются знаком.
Можно слева вынести минус, но я воспользуюсь свойством квадрата:
Можно слева вынести минус, но я воспользуюсь свойством квадрата:










Простейшие замены
Простейшие потому, что обычно они сразу угадываются. Пару слов про грамотное оформление.Старайтесь все вспомогательные вещи, такие как вычисление дискриминанта, ОДЗ, замену на новую букву, записывать в сторонке, например справа.
Чтобы эти записи не мешали основному течению примера, будь то уравнение или неравенство.
Удобная и грамотная запись решения - важная штука.
Примеры такого оформления можно увидеть при горизонтальном расположении телефона или в десктопном варианте.
Здесь места маловато.
Здесь места маловато.
Пример 1.











Проверка:
если вы уверены в своей замене, то есть уверены, что исходное уравнение равносильно

то есть в числах

подставить
верно;
и подставить
верно.

и подставить

подставить
верно;
и подставить
верно.






Видно, что после домножения на
t
уравнение станет квадратным, а мы знаем, что оно имеет не более двух корней.
В данном случае, мы можем эти корни подобрать: cумма взаимно-обратных чисел должна быть равна
.
Это могут быть только
.
В данном случае, мы можем эти корни подобрать: cумма взаимно-обратных чисел должна быть равна



Теперь мы делаем обратное действие – в уравнения вместо t подставляем дробь
.
Всё логично – сначала дробь заменяли на букву, а теперь обратно – букву на дробь.




если вы уверены в своей замене, то есть уверены, что исходное уравнение равносильно

то есть в числах




Пример 2.




Пример 3.




замена:
для (*) используем модификацию теоремы Виета:
вспомогательное уравнение
подберём его корни:
поскольку
,
то это числа
тогда корни уравнения (*):

для (*) используем модификацию теоремы Виета:
вспомогательное уравнение

поскольку

то это числа



замена:


Теперь используем
модификацию теоремы Виета:
вспомогательное уравнение
подберём его корни:
поскольку
,
то это числа
тогда корни уравнения (*):
И теперь уравнение (*) равносильно
вспомогательное уравнение

поскольку






Пример 4.







В последних слагаемых, если присмотреться, можно увидеть кусочек формулы квадрат разности. Пытаемся выделить этот квадрат.
замена в (1):


В последних слагаемых, если присмотреться, можно увидеть кусочек формулы квадрат разности. Пытаемся выделить этот квадрат.



тогда замена:
И получаем квадратное уравнение:





Пример 5.











в уравнении (1) замена:




Что-то общее мы видим в этих дробях данного уравнения. Сделаем их ещё более похожими.


теперь замена:
Получим уравнение:









Пример 6.









при переходе от уравнения (1) к уравнению (2)
используем свойство квадрата: от (1) к (2) используем:



замена в уравнении (2): в (2) замена

при решении уравнения (3) используем модификацию теоремы Виета: вспомогательное уравнение




Поменяем знаки в числителе второй скобки.
Для этого используем свойство:
Фактически, мы делаем вот как:
Возвращаемся к нашему уравнению.
Для этого используем свойство:




Напрашивается замена



Используем
модификацию теоремы Виета:
вспомогательное уравнение
его корни 1 и 81, тогда
корни уравнения (1)







Возвратные уравнения
Это уравнения с симметричными коэффициентами, если смотреть от начала и конца уравнения.То есть, уравнения вида


У таких уравнений с помощью специальной замены можно понизить степень.
Пример 1.


и потери решений не произойдёт.







замена:
замена:



для уравнения (1)



Проверкав (1) найденных чисел по теореме Виета:



Поскольку 0 не является корнем уравнения, можно поделить обе его части на
,
и потери решений не произойдёт.



замена:
Здесь весь фокус в том, что удвоенное произведение будет числом.
Получим уравнение:








Проверка
найденных чисел по теореме Виета:
Оба равенства верны, тогда - это корни, и мы возвращаемся к уравнениям.
найденных чисел по теореме Виета:





Иногда к возвратным относят и уравнения более хитрого вида:

Но решаются они точно так же.
Пример 2.







замена:
замена:



здесь первое уравнения решений не имеет,
корни второго 1 и 2
подобрали по теореме Виета

0 - не корень уравнения, поэтому при делении на
потери решений не произойдёт.



замена:
Тогда уравнение станет таким:






Однородные уравнения
Уравнение вида
После деления, например, на




Пример.









Если обозначить
При
,
то получим уравнение
будет однородное ур-е
,
которое является однородным. Поэтому, решаем уравнение делением на Значит, делим исходное на
корни 9 и 4 подбираем по теореме Виета


которое является однородным. Поэтому, решаем уравнение делением на Значит, делим исходное на

замена:

корни 9 и 4 подбираем по теореме Виета

При
получим уравнение
,
которое является однородным.
Поэтому, решаем данное уравнение делением на
.
Поскольку
-
не корень уравнения, то при делении на
потери решений не произойдёт.






замена:
Получим уравнение:






Нестандартные замены
Существуют самые разные замены переменной, в результате которых уравнения превращаются в квадратные.Замены бывают очевидные, стандартные и довольно хитрые, до которых так просто и не догадаешься.
Тем не менее, для некоторых типов уравнений способы решения изучены, и замены для этих уравнений известны.
Пример 1.







замена:

корни -12 и -8 подбираем по теореме Виета нашли по теореме Виета
корни первого уравнения находим с помощью D
корни второго уравнения подбираем по теореме Виета в 1-ом уравнении искали дискриминант,
во 2-ом использовали теорему Виета

Сделаем частичное раскрытие скобок, чтобы появился одинаковый кусочек
.


замена:
Уравнение станет таким:






Кстати, если бы мы сделали немного другую замену





Пример 2.







замена:

корни первого уравнения находим с помощью D
корни второго уравнения подбираем по теореме Виета в 1-ом уравнении искали дискриминант,
во 2-ом использовали теорему Виета

Здесь опять раскрываем не все скобки, но действуем по другому принципу – так, чтобы свободный член в скобочках стал одинаковым
(в данном случае, это 24):


0 - не корень, поэтому при этом делении потери решений нет.


замена:





Пример 3.


Превратим эти слагаемые в числа – поделим числитель и знаменатель каждой дроби на х.
Это возможно, так как 0 – не корень уравнения.









замена:


При решении уравнения (1) используем
модификацию теоремы Виета.
вспомогательное уравнение: для (1) используем модификацию теоремы Виета
вспомогательное ур-ние:









но помним про него
В нашем уравнении везде имеются выражения
,
а вот слагаемые с х в первой степени – разные.
Превратим эти слагаемые в числа – поделим числитель и знаменатель каждой дроби на х.
Это возможно, так как 0 – не корень уравнения.

Превратим эти слагаемые в числа – поделим числитель и знаменатель каждой дроби на х.
Это возможно, так как 0 – не корень уравнения.

понятная замена:
Тогда уравнение примет вид


Напишем ограничения для t, которые равносильны требованиям в ОДЗ
И дальше будем проверять условия
вместо ОДЗ
Домножаем обе части на общий знаменатель.







При решении используем
модификацию теоремы Виета.
Вспомогательное уравнение:
,
его корни
,
и тогда числа
- корни уравнения (1)
найденные числа удовлетворяют
модификацию теоремы Виета.
Вспомогательное уравнение:








Пример 4.







Видеоуроки
Урок 1. Методы решения квадратных уравнений.
Урок 2. Уравнения, сводящиеся к квадратным без использования замен.
Урок 3. Простейшие замены.
Урок 4. Иррациональные уравнения.
Урок 5. Возвратные и однородные уравнения.
Урок 6. Нестандартные замены.

Урок 3. Простейшие замены.
Урок 4. Иррациональные уравнения.
Урок 6. Нестандартные замены.
Методы решения квадратных уравнений.
Уравнения, сводящиеся к квадратным
без использования замен.
Простейшие замены.
Иррациональные уравнения.
Возвратные и однородные уравнения.
Нестандартные замены.
Задания для самостоятельного решения
Здесь предлагаются задания, которые вы можете попробовать решить самостоятельно.Они разные по уровню сложности, но совсем простых нет.
Используйте умения, которые вы смогли почерпнуть после прочтения этой статьи и просмотра видеоуроков.
Старайтесь проверять все свои действия. Важно научиться себя контролировать. Для каждого задания имеется ответ и более - менее подробное решение.
В записи решения синим цветом отмечены различные пояснения, ОДЗ, замены и так далее.
Красный цвет - для формул и свойств, которые я использовал в этом задании. Если у вас появились вопросы, зайдите на страничку контакты.




























1) Решить уравнение

решение
ответ
2) Решить уравнение

решение
ответ
3) Найти корни уравнения
,
которые меньше


решение
ответ
4) Решить уравнение

решение
ответ
5) Решить уравнение

решение
ответ
6) Решить уравнение

решение
ответ
7) Решить уравнение

решение
ответ
8) Решить уравнение

решение
ответ
9) Решить уравнение

решение
ответ
10) Решить уравнение

решение
ответ
11) Решить уравнение

решение
ответ
12) Решить уравнение

решение
ответ
13) Решить уравнение

решение
ответ
14) Решить уравнение

решение
ответ
1)

решение
ответ
2)

решение
ответ
3) Найти корни уравнения
,
которые меньше


решение
ответ
4)

решение
ответ
5)

решение
ответ
6)

решение
ответ
7)

решение
ответ
8)

решение
ответ
9)

решение
ответ
10)

решение
ответ
11)

решение
ответ
12)

решение
ответ
13)

решение
ответ
14)

решение
ответ

ответ
решение

ответ
решение
Найти корни уравнения
,
которые меньше


ответ
решение

ответ
решение

ответ
решение

ответ
решение

ответ
решение

ответ
решение

ответ
решение

ответ
решение

ответ
решение

ответ
решение

ответ
решение

ответ
решение