Слайд 2
История развития квадратных уравнений.
Квадратные уравнения в Древнем Вавилоне:
Х2+Х=3/4
Х2-Х=14,5
Слайд 3
Как составлял и решал Диофант квадратные уравнения.
Отсюда уравнение:
(10+х)(10-х) =96
или же:
100 - х2 =96
х2 - 4=0 (1)
Решение х = -2 для Диофанта не существует, так как греческая математика знала только положительные числа.
Слайд 4
Квадратные уравнения в Индии.
ах2 + bх = с,
а>0.
(1)
Слайд 5
Квадратные уравнения у ал – Хорезми.
1) «Квадраты равны
корнями», т.е. ах2 + с = bх.
2) «Квадраты равны числу», т.е. ах2 = с.
3) «Корни равны числу», т.е. ах = с.
4) «Квадраты и числа равны корням», т.е. ах2 + с = bх.
5) «Квадраты и корни равны числу», т.е. ах2 + bx = с.
6) «Корни и числа равны квадратам», т.е. bx + с = ах2.
Слайд 6
Квадратные уравнения в Европе ХIII - ХVII вв.
х2
+bх = с,
при всевозможных комбинациях знаков коэффициентов b, с
было сформулировано в Европе лишь в 1544 г. М. Штифелем.
Слайд 7
О теореме Виета.
«Если В + D, умноженное на
А - А2, равно ВD, то А равно В
и равно D».
На языке современной алгебры вышеприведенная формулировка Виета означает: если имеет место
(а + b)х - х2 = ab,
т.е.
х2 - (а + b)х + аb = 0,
то
х1 = а, х2 = b.
Слайд 8
Способы решения квадратных уравнений.
1. СПОСОБ: Разложение левой части
уравнения на множители.
Решим уравнение х2 + 10х - 24
= 0. Разложим левую часть на множители:
х2 + 10х - 24 = х2 + 12х - 2х - 24 = х(х + 12) - 2(х + 12) = (х + 12)(х - 2).
Следовательно, уравнение можно переписать так:
(х + 12)(х - 2) = 0
Так как произведение равно нулю, то, по крайней мере, один из его множителей равен нулю. Поэтому левая часть уравнения обращается нуль при х = 2, а также при х = - 12. Это означает, что число 2 и - 12 являются корнями уравнения х2 + 10х - 24 = 0.
Слайд 9
2. СПОСОБ: Метод выделения полного квадрата.
Решим уравнение
х2 + 6х - 7 = 0. Выделим в
левой части полный квадрат.
Для этого запишем выражение х2 + 6х в следующем виде:
х2 + 6х = х2 + 2• х • 3.
полученном выражении первое слагаемое - квадрат числа х, а второе - удвоенное произведение х на 3. По этому чтобы получить полный квадрат, нужно прибавить 32, так как
х2 + 2• х • 3 + 32 = (х + 3)2.
Преобразуем теперь левую часть уравнения
х2 + 6х - 7 = 0,
прибавляя к ней и вычитая 32. Имеем:
х2 + 6х - 7 = х2 + 2• х • 3 + 32 - 32 - 7 = (х + 3)2 - 9 - 7 = (х + 3)2 - 16.
Таким образом, данное уравнение можно записать так:
(х + 3)2 - 16 =0, (х + 3)2 = 16.
Следовательно, х + 3 - 4 = 0, х1 = 1, или х + 3 = -4, х2 = -7.
Слайд 10
3. СПОСОБ: Решение квадратных уравнений по формуле.
Умножим обе
части уравнения
ах2 + bх + с = 0, а
≠ 0
на 4а и последовательно имеем:
4а2х2 + 4аbх + 4ас = 0,
((2ах)2 + 2ах • b + b2) - b2 + 4ac = 0,
(2ax + b)2 = b2 - 4ac,
2ax + b = ± √ b2 - 4ac,
2ax = - b ± √ b2 - 4ac,
Слайд 11
4. СПОСОБ: Решение уравнений с использованием теоремы Виета.
Как
известно, приведенное квадратное уравнение имеет вид
х2 + px +
c = 0. (1)
Его корни удовлетворяют теореме Виета, которая при а =1 имеет вид
x1 x2 = q,
x1 + x2 = - p
а) x2 – 3x + 2 = 0; x1 = 2 и x2 = 1, так как q = 2 > 0 и p = - 3 < 0;
x2 + 8x + 7 = 0; x1 = - 7 и x2 = - 1, так как q = 7 > 0 и p= 8 > 0.
б) x2 + 4x – 5 = 0; x1 = - 5 и x2 = 1, так как q= - 5 < 0 и p = 4 > 0;
x2 – 8x – 9 = 0; x1 = 9 и x2 = - 1, так как q = - 9 < 0 и p = - 8 < 0.
Слайд 12
5. СПОСОБ: Решение уравнений способом «переброски».
Рассмотрим квадратное уравнение
ах2 + bх + с = 0, где а
≠ 0.
Умножая обе его части на а, получаем уравнение
а2х2 + аbх + ас = 0.
Пусть ах = у, откуда х = у/а; тогда приходим к уравнению
у2 + by + ас = 0,
равносильно данному. Его корни у1 и у2 найдем с помощью теоремы Виета.
Окончательно получаем х1 = у1/а и х1 = у2/а.
Слайд 13
• Пример.
Решим уравнение 2х2 – 11х +
15 = 0.
Решение. «Перебросим» коэффициент 2 к свободному члену,
в результате получим уравнение
у2 – 11у + 30 = 0.
Согласно теореме Виета
у1 = 5 х1 = 5/2 x1 = 2,5
у2 = 6 x2 = 6/2 x2 = 3.
Ответ: 2,5; 3.
Слайд 14
6. СПОСОБ: Свойства коэффициентов квадратного уравнения.
А. Пусть дано
квадратное уравнение ах2 + bх + с = 0,
где а ≠ 0.
1) Если, а+ b + с = 0 (т.е. сумма коэффициентов равна нулю), то х1 = 1,
х2 = с/а.
Доказательство. Разделим обе части уравнения на а ≠ 0, получим приведенное квадратное уравнение
x2 + b/a • x + c/a = 0.
Согласно теореме Виета
x1 + x2 = - b/a,
x1x2 = 1• c/a.
По условию а – b + с = 0, откуда b = а + с. Таким образом,
x1 + x2 = - а + b/a= -1 – c/a,
x1x2 = - 1• ( - c/a),
т.е. х1 = -1 и х2 = c/a, что и требовалось доказать.
Слайд 15
Б. Если второй коэффициент b = 2k –
четное число, то формулу корней
В. Приведенное уравнение
х2 + рх
+ q= 0
совпадает с уравнением общего вида, в котором а = 1, b = р и с = q. Поэтому для приведенного квадратного уравнения формула корней
Слайд 16
7. СПОСОБ: Графическое решение квадратного уравнения.
Если в
уравнении
х2 + px + q = 0
перенести второй
и третий члены в правую часть, то получим
х2 = - px - q.
Построим графики зависимости у = х2 и у = - px - q.
Слайд 17
• Пример
Решим графически уравнение
х2 - 3х
- 4 = 0 (рис. 2).
Решение. Запишем уравнение в
виде
х2 = 3х + 4.
Построим параболу у = х2 и прямую
у = 3х + 4.
Прямую
у = 3х + 4 можно построить по двум точкам
М (0; 4) и N (3; 13).
Ответ: х1 = - 1; х2 = 4
Слайд 18
8. СПОСОБ: Решение квадратных уравнений с помощью циркуля
и линейки.
нахождения корней квадратного уравнения ах2 +
bх + с = 0 с помощью циркуля и линейки (рис. 5).
Тогда по теореме о секущих имеем
OB • OD = OA • OC,
откуда OC = OB • OD/ OA= х1х2/ 1 = c/a.
Слайд 19
1) Радиус окружности больше ординаты центра
(AS >
SK, или R > a + c/2a), окружность пересекает
ось Ох в двух точках (6,а рис. ) В(х1; 0) и D(х2; 0), где х1 и х2 - корни квадратного уравнения ах2 + bх + с = 0.
2) Радиус окружности равен ординате центра
(AS = SB, или R = a + c/2a), окружность касается оси Ох (рис. 6,б) в точке В(х1; 0), где х1 - корень квадратного уравнения.
3) Радиус окружности меньше ординаты центра
окружность не имеет общих точек с осью абсцисс (рис.6,в), в этом случае уравнение не имеет решения.
Слайд 20
9. СПОСОБ: Решение квадратных уравнений с помощью номограммы.
z2
+ pz + q = 0.
Криволинейная шкала номограммы
построена
по формулам (рис.11):
Полагая ОС = р, ED = q, ОЕ = а (все в см.),
Из подобия треугольников САН и CDF
получим пропорцию
Слайд 21
• Примеры.
1) Для уравнения z2 - 9z +
8 = 0 номограмма дает корни z1 = 8,0
и z2 = 1,0 (рис.12).
2) Решим с помощью номограммы уравнение
2z2 - 9z + 2 = 0.
Разделим коэффициенты этого уравнения на 2,
получим уравнение
z2 - 4,5z + 1 = 0.
Номограмма дает корни z1 = 4 и z2 = 0,5.
3) Для уравнения
z2 - 25z + 66 = 0
коэффициенты p и q выходят за пределы шкалы, выполним подстановку z = 5t,
получим уравнение
t2 - 5t + 2,64 = 0,
которое решаем посредством номограммы и получим t1 = 0,6 и
t2 = 4,4, откуда
z1 = 5t1 = 3,0 и z2 = 5t2 = 22,0.
Слайд 22
10. СПОСОБ: Геометрический способ решения квадратных уравнений.
• Примеры.
1)
Решим уравнение х2 + 10х = 39.
В оригинале
эта задача формулируется
следующим образом :
«Квадрат и десять корней равны 39»
(рис.15).
Для искомой стороны х первоначального
квадрата получим