Внеклассный урок — Формулы корней квадратного уравнения. Дискриминант
Формулы корней квадратного уравнения. Дискриминант.
Формула №1:
—b ± √D
x = ————, где D = b2 – 4ac.
2a
Латинской буквой D обозначают дискриминант.
Дискриминант — это выражение, от которого зависит число корней данного уравнения.
Если D < 0, то уравнение не имеет корней.
Если D = 0, то уравнение имеет один корень.
Если D > 0, то уравнение имеет два корня.
Пример. Решим уравнение 12x2 + 7x + 1 = 0.
Сначала вычислим дискриминант.
Мы видим, что а = 12, b = 7, c = 1.
Итак:
D = b2 – 4ac = 72 – 4 · 12 · 1 = 49 – 48 = 1.
D > 0. Значит, уравнение имеет корни (причем два корня), а значит, можно вычислять дальше.
Чтобы найти корни, применим формулу корней квадратного уравнения:
—b ± √D -7 ± √1 -7 ± 1
x = ———— = ———— = ————
2a 24 24
Находим оба значения x:
-7 + 1 -6 -1 1
x1 = ——— = —— = — = – —
24 24 4 4
-7 – 1 -8 -1 1
x2 = ——— = —— = — = – — .
24 24 3 3
1 1
Ответ: x1 = – —, x2 = – —
4 3
Формула №2.
Из формулы №1 можно получить другую формулу, которой удобно пользоваться в случаях, когда второй коэффициент – четное число. В этом случае раскладываем его на множители, один из которых – множитель 2. То есть второй коэффициент представляем в виде 2k, где k – это половина изначально заданного числа. Тогда удобно пользоваться формулой:
—k ± √D1
x = ————, где D1 = k2 – ac
a
Пример. Решим уравнение 5x2 – 16x + 3 = 0.
Записываем -16x в виде 2 · (-8x). Тогда k = -8, a = 5, c = 3. Мы уже можем найти дискриминант D1:
D1 = k2 – ac = (-8)2 – 5 · 3 = 64 – 15 = 49.
Теперь находим оба значения x:
—k ± √D1 — (-8) ± √49 8 ± 7
x = ———— = ————— = ———
a 5 5
Отсюда:
8 + 7 15
x1 = ——— = — = 3
5 5
8 – 7 1
x2 = ——— = — = 0,2
5 5
Ответ: x1 = 3; x2 = 0,2.
При решении квадратного уравнения по данным формулам целесообразно поступать следующим образом:
1) вычислить дискриминант и сравнить его с нулем;
2) если дискриминант положителен или равен нулю, то воспользоваться формулой корней; если дискриминант отрицателен, то записать, что корней нет.
Квадратное уравнение с чётным вторым коэффициентом
Если в квадратном уравнении ax2 + bx + c = 0 второй коэффициент b является чётным, то решение этого уравнения можно немного упростить. Дискриминант для такого уравнения можно вычислить по формуле D1 = k2 − ac, а корни по формулам и .
Примеры
Решим квадратное уравнение x2 + 6x − 16 = 0. В нём второй коэффициент является чётным. Чтобы воспользоваться формулами для чётного коэффициента, нужно сначала узнать чему равна переменная k.
Любое четное число n можно представить в виде произведения числа 2 и числа k, то есть 2k.
n = 2k
Например, число 10 можно представить как 2 × 5.
10 = 2 × 5
В этом произведении k = 5.
Число 12 можно представить как 2 × 6.
12 = 2 × 6
В этом произведении k = 6.
Число −14 можно представить как 2 × (−7)
В этом произведении k = −7.
Как видим, сомножитель 2 не меняется. Меняется только сомножитель k.
В уравнении x2 + 6x − 16 = 0 вторым коэффициентом является число 6. Это число можно представить как 2 × 3. В этом произведении k = 3. Теперь можно воспользоваться формулами для чётного коэффициента.
Найдем дискриминант по формуле D1 = k2 − ac
D1 = k2 − ac = 32 − 1 × (−16) = 9 + 16 = 25
Теперь вычислим корни по формулам: и .
Значит корнями уравнения x2 + 6x − 16 = 0 являются числа 2 и −8.
В отличие от стандартной формулы для вычисления дискриминанта (D=b2 − 4ac), в формуле D1 = k2 − ac не нужно выполнять умножение числа 4 на ac.
И в отличие от формул и формулы и не содержат в знаменателе множитель 2 что опять же освобождает нас от дополнительных вычислений.
Пример 2. Решить квадратное уравнение 5x2 − 6x + 1=0
Второй коэффициент является чётным числом. Его можно представить в виде 2 × (−3). То есть k = −3. Найдём дискриминант по формуле D1 = k2 − ac
D1 = k2 − ac = (−3)2 − 5 × 1 = 9 − 5 = 4
Дискриминант больше нуля. Значит уравнение имеет два корня. Для их вычисления воспользуемся формулами и
Пример 3. Решить квадратное уравнение x2 − 10x − 24 = 0
Второй коэффициент является чётным числом. Его можно представить в виде 2 × (−5). То есть k = −5. Найдём дискриминант по формуле D1 = k2 − ac
D1 = k2 − ac = (−5)2 − 1 × (−24) = 25 + 24 = 49
Дискриминант больше нуля. Значит уравнение имеет два корня. Для их вычисления воспользуемся формулами и
Обычно для определения числа k поступают так: делят второй коэффициент на 2.
Действительно, если второй коэффициент b является чётным числом, то его можно представить как b = 2k. Чтобы из этого равенства выразить сомножитель k, нужно произведение b разделить на сомножитель 2
Например, в предыдущем примере для определения числа k можно было просто разделить второй коэффициент −10 на 2
Пример 5. Решить квадратное уравнение
Коэффициент b равен . Это выражение состоит из множителя 2 и выражения . То есть оно уже представлено в виде 2k. Получается, что
Найдём дискриминант по формуле D1 = k2 − ac
Дискриминант больше нуля. Значит уравнение имеет два корня. Для их вычисления воспользуемся формулами и
При вычислении корня уравнения получилась дробь, в которой содержится квадратный корень из числа 2. Квадратный корень из числа 2 извлекается только приближённо. Если выполнить это приближённое извлечение, а затем сложить результат с 2, и затем разделить числитель на знаменатель, то получится не очень красивый ответ.
В таких случаях ответ записывают, не выполняя приближённых вычислений. В нашем случае первый корень уравнения будет равен .
Вычислим второй корень уравнения:
Вывод формул
Давайте наглядно увидим, как появились формулы для вычисления корней квадратного уравнения с чётным вторым коэффициентом.
Рассмотрим квадратное уравнение ax2 + bx + c = 0. Допустим, что коэффициент b является чётным числом. Тогда его можно обозначить как 2k
b = 2k
Заменим в уравнении ax2 + bx + c = 0 коэффициент b на выражение 2k
ax2 + 2kx + c = 0
Теперь вычислим дискриминант по ранее известной формуле:
D = b2 − 4ac = (2k)2 − 4ac = 4k2 − 4ac
Вынесем в получившемся выражении за скобки общий множитель 4
D = b2 − 4ac = (2k)2 − 4ac = 4k2 − 4ac = 4(k2 − ac)
Что можно сказать о получившемся дискриминанте? При чётном втором коэффициенте он состоит из множителя 4 и выражения k2 − ac.
В выражении 4(k2 − ac) множитель 4 постоянен. Значит знак дискриминанта зависит от выражения k2 − ac. Если это выражение меньше нуля, то и D будет меньше нуля. Если это выражение больше нуля, то и D будет больше нуля. Если это выражение равно нулю, то и D будет равно нулю.
То есть выражение k2 − ac это различитель — дискриминант. Такой дискриминант принято обозначать буквой D1
D1 = k2 − ac
Теперь посмотрим как выводятся формулы и .
В нашем уравнении ax2 + bx + c = 0 коэффициент b заменён на выражение 2k. Воспользуемся стандартными формулами для вычисления корней. То есть формулами и . Только вместо b будем подставлять 2k. Также на забываем, что D у нас равно выражению 4(k2 − ac)
Но ранее было сказано, что выражение k2 − ac обозначается через D1. Тогда в наших преобразованиях следует сделать и эту замену:
Теперь вычислим квадратный корень, расположенный в числителе. Это квадратный корень из произведения — он равен произведению корней. Остальное перепишем без изменений:
Теперь в получившемся выражении вынесем за скобки общий множитель 2
Сократим получившуюся дробь на 2
Аналогично вывóдится формула для вычисления второго корня:
Задания для самостоятельного решения
Задание 1. Решить уравнение:
Решение:
Ответ: 1; 0,6
Показать решение
Задание 2. Решить уравнение:
Решение:
Ответ:
Показать решение
Задание 3. Решить уравнение:
Решение:
Ответ: 1; −1,4
Показать решение
Задание 4. Решить уравнение:
Решение:
Ответ:
Показать решение
Задание 5. Решить уравнение:
Решение:
Ответ:
Показать решение
Задание 6. Решить уравнение:
Решение:
Ответ:
Показать решение
Задание 7. Решить уравнение:
Решение:
Ответ:
Показать решение
Понравился урок?
Вступай в нашу новую группу Вконтакте и начни получать уведомления о новых уроках
Возникло желание поддержать проект?
Используй кнопку ниже
дискриминантных формул — что такое дискриминантные формулы? Примеры
Формулы дискриминанта используются для нахождения дискриминанта полиномиального уравнения. В частности, дискриминант квадратного уравнения используется для определения количества и характера корней. Дискриминант полинома – это функция, состоящая из коэффициентов полинома. Давайте изучим формулы дискриминанта вместе с несколькими решенными примерами.
Что такое дискриминантные формулы?
Дискриминантные формулы дают нам общее представление о природе корней. Дискриминант квадратного уравнения получается из квадратной формулы. Дискриминант обозначается D или Δ. Дискриминантные формулы для квадратного уравнения и кубического уравнения:
Дискриминантная формула квадратного уравнения
Дискриминантная формула квадратного уравнения ax 2 + bx + c = 0 есть, Δ (или) D = b 2 — 4ач. Мы знаем, что квадратное уравнение имеет максимум 2 корня, так как его степень равна 2. Мы знаем, что квадратная формула используется для нахождения корней квадратного уравнения на оси 9.0013 2 + bx + c = 0. Согласно квадратичной формуле, корни можно найти, используя x = [-b ± √ (b 2 — 4ac) ] / [2a]. Здесь b 2 — 4ac — это дискриминант D, который находится внутри квадратного корня. Таким образом, квадратичная формула становится x = [-b ± √D] / [2a]. Здесь D может быть либо > 0, = 0, (или) < 0. Определим характер корней в каждом из этих случаев.
- Если D > 0, то квадратная формула принимает вид x = [-b ± √(положительное число)] / [2a], и, следовательно, в этом случае квадратное уравнение имеет два различных действительных корня.
- Если D = 0, квадратная формула принимает вид x = [-b] / [2a], и, следовательно, в этом случае квадратное уравнение имеет только один действительный корень.
- Если D < 0, то квадратная формула принимает вид x = [-b ± √(отрицательное число)] / [2a], и, следовательно, в этом случае квадратное уравнение имеет два различных комплексных корня (это связано с тем, что квадратный корень из отрицательного число приводит к мнимому числу. Например, √(-4) = 2i).
Дискриминантная формула кубического уравнения
Дискриминантная формула кубического уравнения ax 3 + bx 2 + cx + d = 0 is, Δ (или) D = b 2 c 2 − 4ac 3 1 4 г − 27а 2 г 2 + 18abcd. Мы знаем, что кубическое уравнение имеет максимум 3 корня, поскольку его степень равна 3. Здесь
- . Если D > 0, все три корня действительны и различны.
- Если D = 0, то действительны все три корня, из которых хотя бы два равны между собой.
- Если D < 0, то два его корня — комплексные числа, а третий корень — вещественный.
Есть вопросы по основным математическим понятиям?
Станьте чемпионом по решению проблем, используя логику, а не правила. Узнайте, что стоит за математикой, с нашими сертифицированными экспертами
Закажите бесплатный пробный урок
Мы можем увидеть применение формул дискриминанта в следующем разделе.
Примеры использования дискриминантных формул
Пример 1: Определить дискриминант квадратного уравнения 5x 2 + 3x + 2 = 0. Также определить природу его корней.
Решение:
Данное квадратное уравнение имеет вид 5x 2 + 3x + 2 = 0.
Сравнивая это с ax 2 + bx + c = 0, получаем и c = 2.
Используя дискриминантную формулу,
D = b 2 — 4ac
= 3 2 — 4(5)(2)
= 9 — 40
= -31
Ответ: Дискриминант равен -31. Это отрицательное число, поэтому данное квадратное уравнение имеет два комплексных корня.
Пример 2: Определить дискриминант квадратного уравнения 2x 2 + 8x + 8 = 0. Также определить характер его корней.
Решение:
Данное квадратное уравнение равно 2x 2 + 8x + 8 = 0.
Сравнивая это с ax 2 + bx + c = 0, мы получаем a = 2, b = 8 и c = 8.
Используя дискриминантную формулу,
D = b 2 — 4ac
= 8 2 — 4( 2)(8)
= 64 — 64
= 0
Ответ: Дискриминант равен 0 и, следовательно, данное квадратное уравнение имеет два комплексных корня.
Пример 3: Определить природу корней кубического уравнения x 3 — 4x 2 + 6x — 4 = 0.
Решение:
Данным кубическим уравнением является x 3 — 4x 2 + 6x — 4 = 0.
Сравнивая это с , b = -4, c = 6 и d = -4. по дискриминантной формуле abcd
= (-4) 2 (6) 2 − 4(1)(6) 3 − 4(-4) 3 (-4) − 27(1) 2 (-4) 2 + 18(1)(-4)(6)(-4)
= -16
Ответ: Поскольку дискриминант является отрицательным числом, данное кубическое уравнение имеет два комплексных корня и один действительный корень.
Часто задаваемые вопросы о формулах дискриминанта
Что такое формулы дискриминанта?
Дискриминант полиномиального уравнения – это функция, выраженная через его коэффициенты. Дискриминант уравнения используется для определения характера его корней. Дискриминантные формулы следующие:
- Дискриминантная формула квадратного уравнения ax 2 + bx + c = 0 is, Δ (или) D = b 2 — 4ac.
- Дискриминантная формула уравнения куба − 27a 2 d 2 + 18abcd.
Как вывести дискриминантную формулу квадратного уравнения?
Выведем дискриминантную формулу квадратного уравнения ax 2 + bx + c = 0. По квадратичной формуле решения этого уравнения находятся с использованием x = [-b ± √ (b 2 — 4ac) ] / [2a]. Здесь b 2 — 4ac находится внутри квадратного корня, и, следовательно, мы можем определить природу корней, используя свойства квадратного корня (например, квадратный корень из положительного числа является действительным числом, квадратный корень из a отрицательное число является мнимым числом, а квадратный корень из 0 равен 0). Таким образом, дискриминант квадратного уравнения равен b 2 — 4ач.
Каковы применения формулы дискриминанта?
Формула дискриминанта используется для определения природы корней квадратного уравнения. Дискриминант квадратного уравнения ax 2 + bx + c = 0 равен D = b 2 — 4ac.
- Если D > 0, то уравнение имеет два действительных различных корня.
- Если D = 0, то уравнение имеет только один действительный корень.
- Если D < 0, то уравнение имеет два различных комплексных корня.
Что такое дискриминантная формула кубического уравнения?
Дискриминантная формула кубического уравнения ax 3 + bx 2 + cx + d = 0 обозначается Δ (или) D и находится по формуле Δ (или) D = b 2 c 2 − 4ac 3 − 4b 3 d − 27a 2 d 2 + 18abcd.
Использование формулы расстояния, скорости и времени
Результаты обучения
- Использование метода решения задач для решения задач с использованием формулы расстояния, скорости и времени
Одна из формул, которую вы будете часто использовать в алгебре и в повседневной жизни, — это формула расстояния, пройденного объектом, движущимся с постоянной скоростью. Основная идея, вероятно, вам уже знакома. Знаете ли вы, какое расстояние вы проехали, если ехали с постоянной скоростью [латекс]60[/латекс] миль в час в течение [латекс]2[/латекс] часов? (Это может произойти, если вы используете круиз-контроль вашего автомобиля во время движения по межштатной автомагистрали.) Если вы сказали [латекс]120[/латекс] миль, вы уже знаете, как использовать эту формулу!
Математика для расчета расстояния может выглядеть так:
[латекс]\begin{array}{}\\ \text{расстояние}=\left(\Large\frac{60\text{ миль}}{1 \text{час}}\normalsize\right)\left(2\text{часы}\right)\hfill \\ \text{расстояние}=120\text{миль}\hfill \end{массив}[/latex]
В общем случае формула, связывающая расстояние, скорость и время, выглядит следующим образом: Скорость и время
Для объекта, движущегося с постоянной (постоянной) скоростью, пройденное расстояние, прошедшее время и скорость связаны формулой
[латекс]d=rt[/латекс]
, где [латекс]d=[/латекс] расстояние, [латекс]r=[/латекс] скорость и [латекс]t=[/латекс] время.
Обратите внимание, что единицами измерения скорости, которые мы использовали выше, были мили в час, которые мы можем записать как отношение [латекс]\большой\фрак{мили}{час}[/латекс]. Затем, когда мы умножили время в часах, общие единицы «час» разделились. Ответ был в милях.
пример
Джамал едет на велосипеде с постоянной скоростью [latex]12[/latex] миль в час в течение [latex]3\Large\frac{1}{2}[/latex] часов. Какое расстояние он проехал?
Решение:
Шаг 1. Прочтите задачу. Вы можете создать мини-диаграмму, чтобы обобщить | [латекс]d=?[/латекс] [латекс]r=12\текст{миль в час}[/латекс] [латекс]t=3 \Large\frac{1}{2}\normalsize\text{часы}[/latex] |
Шаг 2. Определите , что вы ищете. | пройденное расстояние |
Шаг 3. Имя. Выберите переменную для ее представления. | пусть d = расстояние |
Шаг 4. Перевести. Напишите формулу, соответствующую ситуации. Замените предоставленную информацию. | [латекс]d=rt[/латекс] [латекс]d=12\cdot 3\Большой\фракция{1}{2}[/латекс] |
Шаг 5. Решите уравнение. | [латекс]d=42\текст{миль}[/латекс] |
Шаг 6. Проверка: Имеет ли значение 42 мили? | |
Шаг 7. Ответьте на вопрос полным предложением. | Джамал проехал 42 мили. |
попробуй
В следующем видео мы приводим еще один пример того, как решить для расстояния по скорости и времени.
Пример
Рей планирует выехать из своего дома в Сан-Диего, чтобы навестить свою бабушку в Сакраменто, расстояние [латекс]520[/латекс] миль.