Grįžti į temą

Kvadratinės lygtys

Orientacinė trukmė: ~20 min

Kvadratinės lygtys

Bendroji forma

Kvadratinė lygtis – tai lygtis, kurioje didžiausias nežinomojo laipsnis yra 2:

ax2+bx+c=0,a0ax^2 + bx + c = 0, \quad a \neq 0

Koeficientai:

  • aa – koeficientas prie x2x^2 (vyresnysis)
  • bb – koeficientas prie xx
  • cc – laisvasis narys

Pavyzdys 1

Lygtis 2x25x+3=02x^2 - 5x + 3 = 0: a=2a = 2, b=5b = -5, c=3c = 3

Lygtis x2+4x=0x^2 + 4x = 0: a=1a = 1, b=4b = 4, c=0c = 0


Diskriminantas

Diskriminantas parodo, kiek sprendinių turi lygtis:

D=b24acD = b^2 - 4ac

D reikšmėŠaknų skaičiusPaaiškinimas
D>0D > 02 skirtingosDu realieji sprendiniai
D=0D = 01 (dviguba)Vienas sprendinys
D<0D < 00Realiųjų sprendinių nėra

Sprendimo formulė

x1,2=b±D2ax_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a}

Sprendimo žingsniai:

  1. Nustatykite aa, bb, cc
  2. Apskaičiuokite D=b24acD = b^2 - 4ac
  3. Jei D0D \geq 0, taikykite formulę
  4. Patikrinkite atsakymą

Pavyzdys 2

x26x+5=0x^2 - 6x + 5 = 0

a=1a = 1, b=6b = -6, c=5c = 5

D=(6)2415=3620=16>0D = (-6)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 5 = 36 - 20 = 16 > 0

x1=6+162=6+42=5x_1 = \frac{6 + \sqrt{16}}{2} = \frac{6 + 4}{2} = \mathbf{5}

x2=6162=642=1x_2 = \frac{6 - \sqrt{16}}{2} = \frac{6 - 4}{2} = \mathbf{1}

Patikra: 5265+5=2530+5=05^2 - 6 \cdot 5 + 5 = 25 - 30 + 5 = 0

Pavyzdys 3

2x2+4x6=02x^2 + 4x - 6 = 0

a=2a = 2, b=4b = 4, c=6c = -6

D=1642(6)=16+48=64D = 16 - 4 \cdot 2 \cdot (-6) = 16 + 48 = 64

x1=4+84=1,x2=484=3x_1 = \frac{-4 + 8}{4} = \mathbf{1}, \quad x_2 = \frac{-4 - 8}{4} = \mathbf{-3}

Pavyzdys 4 (D = 0)

x28x+16=0x^2 - 8x + 16 = 0

D=6464=0D = 64 - 64 = 0

x=82=4x = \frac{8}{2} = \mathbf{4}

Lygtis turi vieną (dvigubą) šaknį.

Pavyzdys 5 (D < 0)

x2+2x+5=0x^2 + 2x + 5 = 0

D=420=16<0D = 4 - 20 = -16 < 0

Realiųjų sprendinių nėra.


Nepilnosios kvadratinės lygtys

Kai trūksta vieno ar dviejų narių, galima spręsti paprasčiau.

Tipas ax2+c=0ax^2 + c = 0 (kai b=0b = 0)

x2=cax^2 = -\frac{c}{a}

Jei c/a>0-c/a > 0, tai x=±c/ax = \pm\sqrt{-c/a}. Jei c/a<0-c/a < 0 – sprendinių nėra.

Pavyzdys 6

x225=0x^2 - 25 = 0

x2=25x^2 = 25

x=±5x = \pm 5

Atsakymas: x1=5x_1 = \mathbf{5}, x2=5x_2 = \mathbf{-5}

Tipas ax2+bx=0ax^2 + bx = 0 (kai c=0c = 0)

Iškeliame x prieš skliaustus:

x(ax+b)=0x(ax + b) = 0

x=0arbax=bax = 0 \quad \text{arba} \quad x = -\frac{b}{a}

Pavyzdys 7

3x212x=03x^2 - 12x = 0

3x(x4)=03x(x - 4) = 0

x=0arbax=4x = \mathbf{0} \quad \text{arba} \quad x = \mathbf{4}


Vijeto (Vieta) teorema

Jei x1x_1 ir x2x_2 yra lygties ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 šaknys, tai:

x1+x2=bax_1 + x_2 = -\frac{b}{a}

x1x2=cax_1 \cdot x_2 = \frac{c}{a}

Specialusis atvejis (kai a=1a = 1, t. y. x2+px+q=0x^2 + px + q = 0):

x1+x2=p,x1x2=qx_1 + x_2 = -p, \quad x_1 \cdot x_2 = q

Pavyzdys 8

x27x+12=0x^2 - 7x + 12 = 0. Patikrinkime, ar šaknys 3 ir 4:

  • 3+4=7=(7)3 + 4 = 7 = -(-7)
  • 34=123 \cdot 4 = 12

Taip, 3 ir 4 yra šios lygties šaknys.

Pavyzdys 9 – lygties sudarymas pagal šaknis

Šaknys: x1=2x_1 = -2, x2=5x_2 = 5. Sudarykite lygtį.

x1+x2=2+5=3,vadinasi p=3x_1 + x_2 = -2 + 5 = 3, \quad \text{vadinasi } p = -3

x1x2=(2)5=10,vadinasi q=10x_1 \cdot x_2 = (-2) \cdot 5 = -10, \quad \text{vadinasi } q = -10

x23x10=0\mathbf{x^2 - 3x - 10 = 0}


Tekstinis uždavinys

Pavyzdys 10

Stačiakampio plotas 84 m². Ilgis 5 metrais didesnis už plotį. Raskite stačiakampio matmenis.

Pažymime plotį xx (m). Tada ilgis x+5x + 5.

x(x+5)=84x(x + 5) = 84

x2+5x84=0x^2 + 5x - 84 = 0

D=25+336=361D = 25 + 336 = 361

x1=5+192=7,x2=5192=12x_1 = \frac{-5 + 19}{2} = 7, \quad x_2 = \frac{-5 - 19}{2} = -12

Plotis negali būti neigiamas, todėl x=7x = 7.

Atsakymas: plotis 7 m, ilgis 12 m.


Savarankiško darbo užduotys

  1. Išspręskite: x25x+6=0x^2 - 5x + 6 = 0
  2. Išspręskite: 2x2+7x4=02x^2 + 7x - 4 = 0
  3. Išspręskite: x2+4x+4=0x^2 + 4x + 4 = 0
  4. Ar turi realiųjų sprendinių: x23x+10=0x^2 - 3x + 10 = 0?
  5. Išspręskite: 4x236=04x^2 - 36 = 0
  6. Išspręskite: 5x2+15x=05x^2 + 15x = 0
  7. Naudodami Vijeto teoremą, patikrinkite, ar 2 ir 6 yra lygties x28x+12=0x^2 - 8x + 12 = 0 šaknys.
  8. Sudarykite kvadratinę lygtį, kurios šaknys yra 3 ir 4-4.
  9. Skaičiaus kvadratas yra 5 kartus didesnis už patį skaičių. Raskite tą skaičių.
  10. Sodo aikštelės plotas 96 m². Jos ilgis 4 m didesnis už plotį. Raskite aikštelės matmenis.