Lahendage võrrand y 0. Erinevad võrrandite lahendamise meetodid
Analüüsime kahte tüüpi võrrandisüsteemide lahendamist:
1. Süsteemi lahendamine asendusmeetodil.
2. Süsteemi lahendamine süsteemi võrrandite liigendite kaupa liitmise (lahutamise) teel.
Selleks, et lahendada võrrandisüsteemi asendusmeetod peate järgima lihtsat algoritmi:
1. Me väljendame. Mis tahes võrrandist väljendame ühte muutujat.
2. Asendus. Asendame väljendatud muutuja asemel teise võrrandiga saadud väärtuse.
3. Lahendame saadud võrrandi ühe muutujaga. Leiame süsteemile lahenduse.
Lahendada süsteem termini kaupa liitmise (lahutamise) teel vaja:
1. Vali muutuja, millele teeme samad koefitsiendid.
2. Liidame või lahutame võrrandid, mille tulemusena saame ühe muutujaga võrrandi.
3. Lahendame saadud lineaarvõrrandi. Leiame süsteemile lahenduse.
Süsteemi lahenduseks on funktsiooni graafikute lõikepunktid.
Vaatleme üksikasjalikult näidete abil süsteemide lahendust.
Näide nr 1:
Lahendame asendusmeetodil
Võrrandisüsteemi lahendamine asendusmeetodil2x+5y=1 (1 võrrand)
x-10y = 3 (2. võrrand)
1. Ekspress
On näha, et teises võrrandis on muutuja x koefitsiendiga 1, seega selgub, et muutujat x on kõige lihtsam väljendada teisest võrrandist.
x=3+10 a
2. Pärast väljendamist asendame esimeses võrrandis muutuja x asemel 3 + 10y.
2(3+10a)+5a=1
3. Lahendame saadud võrrandi ühe muutujaga.
2 (3 + 10 a) + 5 a = 1 (avatud sulud)
6+20a+5a=1
25a = 1-6
25 a = -5 |: (25)
y = -5:25
y = -0,2
Võrrandisüsteemi lahenduseks on graafikute lõikepunktid, seepärast tuleb leida x ja y, kuna lõikepunkt koosneb x ja y. Leiame x, esimeses lõigus, kus väljendasime, asendame seal y.
x=3+10 a
x=3+10*(-0,2)=1
Tavapäraselt kirjutatakse esimesele kohale punktid, muutuja x ja teiseks muutuja y.
Vastus: (1; -0,2)
Näide nr 2:
Lahendame termini kaupa liitmise (lahutamise) teel.
Võrrandisüsteemi lahendamine liitmismeetodil3x-2y=1 (1 võrrand)
2x-3y = -10 (2. võrrand)
1. Valige muutuja, oletame, et valime x. Esimeses võrrandis on muutuja x koefitsient 3, teises - 2. Peame muutma koefitsiendid samaks, selleks on meil õigus võrrandid korrutada või jagada mis tahes arvuga. Korrutame esimese võrrandi 2-ga ja teise 3-ga ning saame koefitsiendiks 6.
3x-2a=1 |*2
6x-4a = 2
2x-3a = -10 |*3
6x-9a = -30
2. Esimesest võrrandist lahutage teine, et vabaneda muutujast x. Lahendage lineaarvõrrand.
__6x-4a = 2
5a=32 | :5
y = 6,4
3. Leidke x. Asendame leitud y mis tahes võrrandis, oletame, et esimeses võrrandis.
3x-2a = 1
3x-2*6,4=1
3x-12,8=1
3x=1+12,8
3x=13,8 |:3
x = 4,6
Lõikepunkt on x=4,6; y = 6,4
Vastus: (4,6; 6,4)
Kas soovite eksamiteks valmistuda tasuta? Juhendaja võrgus on vaba. Ilma naljata.
4x3 – 19x2 + 19x + 6 = 0
Kõigepealt peate ühe juure leidmiseks kasutama valikumeetodit. Tavaliselt on see vaba termini jagaja. Sel juhul arvu jagajad 6 on ±1, ±2, ±3, ±6.
1: 4 - 19 + 19 + 6 = 10 ⇒ arv 1
-1: -4 - 19 - 19 + 6 = -36 ⇒ arv -1 ei ole polünoomi juur
2: 4 ∙ 8 - 19 ∙ 4 + 19 ∙ 2 + 6 = 0 ⇒ arv 2 on polünoomi juur
Oleme leidnud polünoomi 1 juurtest. Polünoomi juur on 2, mis tähendab, et algne polünoom peab olema jagatav x - 2. Polünoomide jagamiseks kasutame Horneri skeemi:
4 | -19 | 19 | 6 | |
2 |
Ülemine rida sisaldab algse polünoomi koefitsiente. Teise rea esimesse lahtrisse panime leitud juure 2. Teisel real on polünoomi koefitsiendid, mis saadakse jagamise tulemusena. Neid loetakse järgmiselt:
|
Kirjutage number teise rea teise lahtrisse 1, lihtsalt liigutades seda esimese rea vastavast lahtrist. | ||||||||||
|
2 ∙ 4 - 19 = -11 | ||||||||||
|
2 ∙ (-11) + 19 = -3 | ||||||||||
|
2 ∙ (-3) + 6 = 0 |
Viimane number on jaotuse ülejäänud osa. Kui see on võrdne 0-ga, lugesime kõik õigesti.
Seega arvestasime algse polünoomi:
4 x 3 – 19 x 2 + 19 x + 6 = (x – 2) (4 x 2 – 11 x – 3)
Ja nüüd jääb üle vaid leida ruutvõrrandi juured
4x2 - 11x - 3 = 0
D \u003d b 2 - 4ac \u003d (-11) 2 - 4 ∙ 4 ∙ (-3) \u003d 169
D > 0 ⇒ võrrandil on 2 juurt
Oleme leidnud kõik võrrandi juured.
I. Lineaarvõrrandid
II. Ruutvõrrandid
kirves 2 + bx +c= 0, a≠ 0, vastasel juhul muutub võrrand lineaarseks
Ruutvõrrandi juuri saab arvutada mitmel viisil, näiteks:
Me oskame hästi ruutvõrrandeid lahendada. Paljusid kõrgema astme võrrandeid saab taandada ruutsuurusteks.
III. Ruutarvuliseks taandatavad võrrandid.
muutuja muutus: a) bikvadraatvõrrand kirves 2n+ bx n+ c = 0,a ≠ 0,n ≥ 2
2) 3. astme sümmeetriline võrrand - vormi võrrand
3) 4. astme sümmeetriline võrrand - vormi võrrand
kirves 4 + bx 3 + cx 2 +bx + a = 0, a≠ 0, koefitsiendid a b c b a või
kirves 4 + bx 3 + cx 2 –bx + a = 0, a≠ 0, koefitsiendid a b c (–b) a
Sest x= 0 ei ole võrrandi juur, siis on võimalik võrrandi mõlemad pooled jagada x 2, siis saame: .
Pärast asenduste tegemist lahendame ruutvõrrandi a(t 2 – 2) + bt + c = 0
Näiteks lahendame võrrandi x 4 – 2x 3 – x 2 – 2x+ 1 = 0, jagage mõlemad osad arvuga x 2 ,
, pärast asendamist saame võrrandi t 2 – 2t – 3 = 0
Võrrandil pole juuri.
4) võrrand kujul ( x-a)(x-b)(x-c)(x-d) = Ax 2 , koefitsiendid ab=cd
Näiteks, ( x+2)(x+3)(x + 8)(x+12) = 4x 2. Korrutades 1–4 ja 2–3 sulud, saame ( x 2 + 14x+ 24)(x 2 +11x + 24) = 4x 2, jagame võrrandi mõlemad pooled arvuga x 2, saame:
Meil on ( t+ 14)(t + 11) = 4.
5) 2. astme homogeenne võrrand - võrrand kujul P(x, y) = 0, kus P(x, y) on polünoom, mille iga liikme aste on 2.
Vastus: -2; -0,5; 0
IV. Kõik ülaltoodud võrrandid on äratuntavad ja tüüpilised, aga kuidas on lood suvalise kujuga võrranditega?
Olgu antud polünoom P n ( x) = a n x n+ a n-1 x n-1 + ...+ a 1x+ a 0, kus a n ≠ 0
Mõelge võrrandi astme alandamise meetodile.
On teada, et kui koefitsiendid a on täisarvud ja a n = 1 , siis võrrandi täisarvu juured P n ( x) = 0 kuuluvad vaba liikme jagajate hulka a 0 . Näiteks, x 4 + 2x 3 – 2x 2 – 6x+ 5 = 0, arvu 5 jagajad on arvud 5; -5; üks; - üks. Siis P 4 (1) = 0, st. x= 1 on võrrandi juur. Alandage võrrandi astet P 4 (x) = 0, jagades polünoomi “nurga” teguriga x –1, saame
P 4 (x) = (x – 1)(x 3 + 3x 2 + x – 5).
Samamoodi P 3 (1) = 0, siis P 4 (x) = (x – 1)(x – 1)(x 2 + 4x+5), st. võrrand P 4 (x) = 0 on juurtega x 1 = x 2 = 1. Näitame selle võrrandi lühemat lahendit (kasutades Horneri skeemi).
1 | 2 | –2 | –6 | 5 | |
1 | 1 | 3 | 1 | –5 | 0 |
1 | 1 | 4 | 5 | 0 |
tähendab, x 1 = 1 tähendab x 2 = 1.
Niisiis, ( x– 1) 2 (x 2 + 4x + 5) = 0
Mida me tegime? Alandas võrrandi taset.
V. Vaatleme 3. ja 5. astme sümmeetrilisi võrrandeid.
a) kirves 3 + bx 2 + bx + a= 0 ilmselgelt x= –1 on võrrandi juur, seejärel alandage võrrandi aste kahele.
b) kirves 5 + bx 4 + cx 3 + cx 2 + bx + a= 0 ilmselgelt x= –1 on võrrandi juur, seejärel alandage võrrandi aste kahele.
Näiteks näitame võrrandi 2 lahendit x 5 + 3x 4 – 5x 3 – 5x 2 + 3x + = 0
2 | 3 | –5 | –5 | 3 | 2 | |
–1 | 2 | 1 | –6 | 1 | 2 | 0 |
1 | 2 | 3 | –3 | –2 | 0 | |
1 | 2 | 5 | 2 | 0 |
x = –1
Saame ( x – 1) 2 (x + 1)(2x 2 + 5x+ 2) = 0. Seega võrrandi juured: 1; üks; -üks; –2; -0,5.
VI. Siin on nimekiri erinevatest võrranditest, mida klassiruumis ja kodus lahendada.
Kutsun lugejat üles lahendama enda jaoks võrrandeid 1-7 ja saama vastuseid ...
2x 4 + 5x 3 - 11x 2 - 20x + 12 = 0
Kõigepealt peate ühe juure leidmiseks kasutama valikumeetodit. Tavaliselt on see vaba termini jagaja. Sel juhul arvu jagajad 12 on ±1, ±2, ±3, ±4, ±6, ±12. Alustame nende asendamist:
1: 2 + 5 - 11 - 20 + 12 = -12 ⇒ arv 1
-1: 2 - 5 - 11 + 20 + 12 = 18 ⇒ arv -1 ei ole polünoomi juur
2: 2 ∙ 16 + 5 ∙ 8 - 11 ∙ 4 - 20 ∙ 2 + 12 = 0 ⇒ arv 2 on polünoomi juur
Oleme leidnud polünoomi 1 juurtest. Polünoomi juur on 2, mis tähendab, et algne polünoom peab olema jagatav x - 2. Polünoomide jagamiseks kasutame Horneri skeemi:
2 | 5 | -11 | -20 | 12 | |
2 |
Ülemine rida sisaldab algse polünoomi koefitsiente. Teise rea esimesse lahtrisse panime leitud juure 2. Teisel real on polünoomi koefitsiendid, mis saadakse jagamise tulemusena. Neid loetakse järgmiselt:
|
Kirjutage number teise rea teise lahtrisse 2, lihtsalt liigutades seda esimese rea vastavast lahtrist. | ||||||||||||
|
2 ∙ 2 + 5 = 9 | ||||||||||||
|
2 ∙ 9 - 11 = 7 | ||||||||||||
|
2 ∙ 7 - 20 = -6 | ||||||||||||
|
2 ∙ (-6) + 12 = 0 |
Viimane number on jaotuse ülejäänud osa. Kui see on võrdne 0-ga, lugesime kõik õigesti.
2x 4 + 5x 3 - 11x 2 - 20x + 12 = (x - 2) (2x 3 + 9x 2 + 7x - 6)
Kuid see pole veel lõpp. Võite proovida polünoomi samal viisil laiendada 2x 3 + 9x 2 + 7x - 6.
Jällegi otsime juurt vaba termini jagajate hulgast. Numbrijagajad -6 on ±1, ±2, ±3, ±6.
1: 2 + 9 + 7 - 6 = 12 ⇒ arv 1 ei ole polünoomi juur
-1: -2 + 9 - 7 - 6 = -6 ⇒ arv -1 ei ole polünoomi juur
2: 2 ∙ 8 + 9 ∙ 4 + 7 ∙ 2 - 6 = 60 ⇒ arv 2 ei ole polünoomi juur
-2: 2 ∙ (-8) + 9 ∙ 4 + 7 ∙ (-2) - 6 = 0 ⇒ arv -2 on polünoomi juur
Kirjutame leitud juure oma Horneri skeemi ja alustame tühjade lahtrite täitmist:
|
Kirjutage number kolmanda rea teise lahtrisse 2, lihtsalt teisaldades selle teise rea vastavast lahtrist. | ||||||||||||||||||
|
-2 ∙ 2 + 9 = 5 | ||||||||||||||||||
|
-2 ∙ 5 + 7 = -3 | ||||||||||||||||||
|
-2 ∙ (-3) - 6 = 0 |
Seega arvestasime algse polünoomi:
2x 4 + 5x 3 - 11x 2 - 20x + 12 = (x - 2) (x + 2) (2x 2 + 5x - 3)
Polünoom 2x 2 + 5x - 3 saab ka arvesse võtta. Selleks saab lahendada ruutvõrrandi läbi diskriminandi või otsida arvu jagajate hulgast juurt -3. Ühel või teisel viisil jõuame järeldusele, et selle polünoomi juur on arv -3
|
Kirjutage number neljanda rea teise lahtrisse 2, lihtsalt teisaldades selle kolmanda rea vastavast lahtrist. | ||||||||||||||||||||||||
|
-3 ∙ 2 + 5 = -1 | ||||||||||||||||||||||||
|
-3 ∙ (-1) - 3 = 0 |
Seega jagasime algse polünoomi lineaarseteks teguriteks:
2x 4 + 5x 3 - 11x 2 - 20x + 12 = (x - 2) (x + 2) (x + 3) (2x - 1)
Ja võrrandi juured on.