Розв'язати рівняння y 0. Різні методи розв'язання рівнянь
Розберемо два види розв'язання систем рівняння:
1. Рішення системи шляхом підстановки.
2. Рішення системи методом почленного складання (віднімання) рівнянь системи.
Для того, щоб вирішити систему рівнянь методом підстановкипотрібно слідувати простому алгоритму:
1. Висловлюємо. З будь-якого рівняння виражаємо одну змінну.
2. Підставляємо. Підставляємо в інше рівняння замість вираженої змінної отримане значення.
3. Вирішуємо отримане рівняння з однією змінною. Знаходимо рішення системи.
Для того щоб вирішити систему методом почленного складання (віднімання)потрібно:
1.Вибрати змінну у якої робитимемо однакові коефіцієнти.
2.Складаємо або віднімаємо рівняння, в результаті отримуємо рівняння з однією змінною.
3. Вирішуємо отримане лінійне рівняння. Знаходимо рішення системи.
Рішенням системи є точки перетину графіків функції.
Розглянемо докладно з прикладів рішення систем.
Приклад №1:
Вирішимо методом підстановки
Вирішення системи рівнянь методом підстановки2x+5y=1 (1 рівняння)
x-10y=3 (2 рівняння)
1. Висловлюємо
Видно що у другому рівнянні є змінна x з коефіцієнтом 1, звідси виходить що найлегше висловити змінну x з другого рівняння.
x=3+10y
2.Після того, як висловили підставляємо в перше рівняння 3+10y замість змінної x.
2(3+10y)+5y=1
3. Вирішуємо отримане рівняння з однією змінною.
2(3+10y)+5y=1 (розкриваємо дужки)
6+20y+5y=1
25y=1-6
25y=-5 |: (25)
y=-5:25
y=-0,2
Рішенням системи рівняння є точки перетинів графіків, отже нам потрібно знайти x і у, тому що точка перетину складається з x і y.Знайдемо x, в першому пункті де ми виражали туди підставляємо y.
x=3+10y
x=3+10*(-0,2)=1
Точки прийнято записувати першому місці пишемо змінну x, але в другому змінну y.
Відповідь: (1; -0,2)
Приклад №2:
Вирішимо методом почленного складання (віднімання).
Розв'язання системи рівнянь методом додавання3x-2y=1 (1 рівняння)
2x-3y=-10 (2 рівняння)
1.Вибираємо змінну, припустимо, вибираємо x. У першому рівнянні у змінної x коефіцієнт 3, у другому 2. Потрібно зробити коефіцієнти однаковими, при цьому маємо право домножити рівняння чи розділити будь-яке число. Перше рівняння примножуємо на 2, а друге на 3 і отримаємо загальний коефіцієнт 6.
3x-2y = 1 | * 2
6x-4y = 2
2x-3y=-10 | *3
6x-9y=-30
2.З першого рівняння віднімемо друге, щоб позбавитися від змінної x.Вирішуємо лінійне рівняння.
__6x-4y=2
5y = 32 | :5
y=6,4
3. Знаходимо x. Підставляємо у будь-яке з рівнянь знайдений y, допустимо у перше рівняння.
3x-2y=1
3x-2 * 6,4 = 1
3x-12,8 = 1
3x = 1 +12,8
3x = 13,8 |: 3
x = 4,6
Точкою перетину буде x = 4,6; y=6,4
Відповідь: (4,6; 6,4)
Хочеш готуватися до іспитів безкоштовно? Репетитор онлайн безкоштовно. Без жартів.
4x 3 - 19x 2 + 19x + 6 = 0
Для початку необхідно шляхом вибору знайти один корінь. Зазвичай він є дільником вільного члена. У цьому випадку дільниками числа 6 є ±1, ±2, ±3, ±6.
1: 4 - 19 + 19 + 6 = 10 ⇒ число 1
-1: -4 - 19 - 19 + 6 = -36 ⇒ число -1 не є коренем багаточлена
2: 4 ∙ 8 - 19 ∙ 4 + 19 ∙ 2 + 6 = 0 ⇒ число 2 є коренем багаточлена
Ми знайшли один з коренів багаточлена. Коренем багаточлена є 2, отже вихідний многочлен повинен ділитися на x - 2. Для того, щоб виконати поділ багаточленів, скористаємося схемою Горнера:
4 | -19 | 19 | 6 | |
2 |
У верхньому рядку виставляються коефіцієнти вихідного многочлена. У першому осередку другого рядка ставиться знайдений нами корінь 2. У другому рядку пишуться коефіцієнти багаточлена, який вийде внаслідок розподілу. Вони вважаються так:
|
У другому осередку другого рядка запишемо число 1, просто перенісши його з відповідного осередку першого рядка. | ||||||||||
|
2 ∙ 4 - 19 = -11 | ||||||||||
|
2 ∙ (-11) + 19 = -3 | ||||||||||
|
2 ∙ (-3) + 6 = 0 |
Останнє число - це залишок від розподілу. Якщо він дорівнює 0, то ми всі правильно порахували.
Таким чином ми вихідний багаточлен розклали на множники:
4x 3 - 19x 2 + 19x + 6 = (x - 2)(4x 2 - 11x - 3)
І тепер, лише, залишилося знайти коріння квадратного рівняння
4x 2 - 11x - 3 = 0
D = b 2 - 4ac = (-11) 2 - 4 ∙ 4 ∙ (-3) = 169
D > 0 ⇒ рівняння має 2 корені
Ми знайшли все коріння рівняння.
I. Лінійні рівняння
ІІ. Квадратні рівняння
ax 2 + bx +c= 0, a≠ 0, інакше рівняння стає лінійним
Коріння квадратного рівняння можна обчислювати різними способами, наприклад:
Ми добре вміємо розв'язувати квадратні рівняння. Багато рівнянь вищих ступенів можна призвести до квадратних.
ІІІ.
Рівняння до квадратних. axзаміна змінної: а) біквадратне рівняння bx 2n + c = 0,a ≠ 0,n+ ≥ 2
n
2) симетричне рівняння 3 ступеня – рівняння виду
ax 4 + bx 3 + 3) симетричне рівняння 4 ступеня – рівняння виду 2 +cx + bx = 0, bx a ≠ 0, коефіцієнти a b c b a
ax 4 + bx 3 + 3) симетричне рівняння 4 ступеня – рівняння виду 2 –cx + bx = 0, bxабо ≠ 0, коефіцієнти
a b c (-b) a Т.к. x Т.к.= 0 не є коренем рівняння, то можливе поділ обох частин рівняння на
2 тоді одержуємо: . bx(Зробивши заміну розв'язуємо квадратне рівняння 2 – 2) + t + bt = 0
c Т.к. 4 – 2Т.к. 3 – Т.к. 2 – 2Т.к.Наприклад, вирішимо рівняння Т.к. 2 ,
+ 1 = 0, ділимо обидві частини на Зробивши заміну розв'язуємо квадратне рівняння 2 – 2Зробивши заміну розв'язуємо квадратне рівняння – 3 = 0
- Рівняння не має коренів.
4) Рівняння виду ( x – a)(x – b)(x – c)(x – d) = Ax 2 , коефіцієнти ab = cd
Наприклад, ( x + 2)(x +3)(x + 8)(x + 12) = 4x 2 . Перемноживши 1–4 та 2–3 дужки, отримаємо ( Т.к. 2 + 14Т.к.+ 24)(Т.к. 2 +11Т.к. + 24) = 4Т.к. 2 , розділимо обидві частини рівняння на Т.к. 2, отримаємо:
Маємо ( Зробивши заміну розв'язуємо квадратне рівняння+ 14)(Зробивши заміну розв'язуємо квадратне рівняння + 11) = 4.
5) Однорідне рівняння 2 ступеня – рівняння виду Р(х,у) = 0, де Р(х,у) – багаточлен, кожне доданок якого має ступінь 2.
Відповідь: -2; -0,5; 0
IV. Усі наведені рівняння пізнавані і типові, а як бути з рівняннями довільного вигляду?
Нехай дано багаточлен P n ( Т.к.) = bx n Т.к. n+ bx n-1 Т.к. n-1 + ...+ bx 1 x + a 0 , де bx n ≠ 0
Розглянемо спосіб зниження рівня.
Відомо, що якщо коефіцієнти bxє цілими числами та bx n = 1 , то цілі корені рівняння P n ( Т.к.) = 0 знаходяться серед дільників вільного члена bx 0 . Наприклад, Т.к. 4 + 2Т.к. 3 – 2Т.к. 2 – 6Т.к.+ 5 = 0, дільниками числа 5 є числа 5; -5; 1; -1. Тоді P 4(1) = 0, тобто. Т.к.= 1 є коренем рівняння. Понизимо ступінь рівняння P 4 (Т.к.) = 0 за допомогою поділу “кутом” багаточлена на множник х –1, отримуємо
P 4 (Т.к.) = (Т.к. – 1)(Т.к. 3 + 3Т.к. 2 + Т.к. – 5).
Аналогічно, P 3(1) = 0, тоді P 4 (Т.к.) = (Т.к. – 1)(Т.к. – 1)(Т.к. 2 + 4Т.к.+5), тобто. рівняння P 4(x) = 0 має коріння Т.к. 1 = Т.к. 2 = 1. Покажемо коротше розв'язання цього рівняння (за допомогою схеми Горнера).
1 | 2 | –2 | –6 | 5 | |
1 | 1 | 3 | 1 | –5 | 0 |
1 | 1 | 4 | 5 | 0 |
значить, Т.к. 1 = 1 означає, Т.к. 2 = 1.
Отже, ( Т.к.– 1) 2 (Т.к. 2 + 4Т.к. + 5) = 0
Що ми робили? Знижували рівень рівняння.
V. Розглянемо симетричні рівняння 3 та 5 ступеня.
а) ax 3 + bx 2 + bx + bx= 0, очевидно, Т.к.= -1 Корінь рівняння, далі знижуємо ступінь рівняння до двох.
б) ax 5 + bx 4 + 3) симетричне рівняння 4 ступеня – рівняння виду 3 + 3) симетричне рівняння 4 ступеня – рівняння виду 2 + bx + bx= 0, очевидно, Т.к.= -1 Корінь рівняння, далі знижуємо ступінь рівняння до двох.
Наприклад, покажемо рішення рівняння 2 Т.к. 5 + 3Т.к. 4 – 5Т.к. 3 – 5Т.к. 2 + 3Т.к. + = 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 |
Т.к. = –1
Отримуємо ( Т.к. – 1) 2 (Т.к. + 1)(2Т.к. 2 + 5Т.к.+ 2) = 0. Отже, коріння рівняння: 1; 1; -1; -2; -0,5.
VI. Наведемо список різних рівнянь для розв'язання у класі та вдома.
Пропоную читачеві самому вирішити рівняння 1–7 та отримати відповіді…
2x 4 + 5x 3 - 11x 2 - 20x + 12 = 0
Для початку необхідно шляхом вибору знайти один корінь. Зазвичай він є дільником вільного члена. У цьому випадку дільниками числа 12 є ±1, ±2, ±3, ±4, ±6, ±12.Почнемо їх підставляти по черзі:
1: 2 + 5 - 11 - 20 + 12 = -12 ⇒ число 1
-1: 2 - 5 - 11 + 20 + 12 = 18 ⇒ число -1 не є коренем багаточлена
2: 2 ∙ 16 + 5 ∙ 8 - 11 ∙ 4 - 20 ∙ 2 + 12 = 0 ⇒ число 2 є коренем багаточлена
Ми знайшли один з коренів багаточлена. Коренем багаточлена є 2, отже вихідний многочлен повинен ділитися на x - 2. Для того, щоб виконати поділ багаточленів, скористаємося схемою Горнера:
2 | 5 | -11 | -20 | 12 | |
2 |
У верхньому рядку виставляються коефіцієнти вихідного многочлена. У першому осередку другого рядка ставиться знайдений нами корінь 2. У другому рядку пишуться коефіцієнти багаточлена, який вийде внаслідок розподілу. Вони вважаються так:
|
У другому осередку другого рядка запишемо число 2, просто перенісши його з відповідного осередку першого рядка. | ||||||||||||
|
2 ∙ 2 + 5 = 9 | ||||||||||||
|
2 ∙ 9 - 11 = 7 | ||||||||||||
|
2 ∙ 7 - 20 = -6 | ||||||||||||
|
2 ∙ (-6) + 12 = 0 |
Останнє число - це залишок від розподілу. Якщо він дорівнює 0, то ми всі правильно порахували.
2x 4 + 5x 3 - 11x 2 - 20x + 12 = (x - 2) (2x 3 + 9x 2 + 7x - 6)
Але це ще не кінець. Можна спробувати розкласти таким же способом багаточлен 2x3+9x2+7x-6.
Знову шукаємо коріння серед дільників вільного члена. Дільниками числа -6 є ±1, ±2, ±3, ±6.
1: 2 + 9 + 7 - 6 = 12 ⇒ число 1 не є коренем багаточлена
-1: -2 + 9 - 7 - 6 = -6 ⇒ число -1 не є коренем багаточлена
2: 2 ∙ 8 + 9 ∙ 4 + 7 ∙ 2 - 6 = 60 ⇒ число 2 не є коренем багаточлена
-2: 2 ∙ (-8) + 9 ∙ 4 + 7 ∙ (-2) - 6 = 0 ⇒ число -2 є коренем багаточлена
Напишемо знайдений корінь у нашу схему Горнера і почнемо заповнювати порожні осередки:
|
У другому осередку третього рядка запишемо число 2, просто перенісши його з відповідного осередку другого рядка. | ||||||||||||||||||
|
-2 ∙ 2 + 9 = 5 | ||||||||||||||||||
|
-2 ∙ 5 + 7 = -3 | ||||||||||||||||||
|
-2 ∙ (-3) - 6 = 0 |
Таким чином ми вихідний багаточлен розклали на множники:
2x 4 + 5x 3 - 11x 2 - 20x + 12 = (x - 2) (x + 2) (2x 2 + 5x - 3)
Багаточлен 2x 2 + 5x - 3також можна розкласти на множники. Для цього можна вирішити квадратне рівняння через дискримінант, а можна пошукати корінь серед дільників числа -3. Так чи інакше, ми дійдемо висновку, що корінням цього багаточлена є число -3
|
До другого осередку четвертого рядка запишемо число 2, просто перенісши його з відповідного осередку третього рядка. | ||||||||||||||||||||||||
|
-3 ∙ 2 + 5 = -1 | ||||||||||||||||||||||||
|
-3 ∙ (-1) - 3 = 0 |
Таким чином ми вихідний багаточлен розклали на лінійні множники:
2x 4 + 5x 3 - 11x 2 - 20x + 12 = (x - 2)(x + 2)(x + 3)(2x - 1)
А корінням рівняння є.