
Квадратное уравнение — это уравнение вида ax² + bx + c = 0, где a, b, c — действительные числа, а a ≠ 0. Чтобы решить квадратное уравнение, чаще всего находят дискриминант D = b² - 4ac, а затем определяют корни. Если D > 0, уравнение имеет два действительных корня; если D = 0 — один действительный корень; если D < 0 — действительных корней нет.
Главные формулы квадратного уравнения
ax² + bx + c = 0, a ≠ 0
D = b² - 4ac
x₁ = (-b + √D) / (2a)
x₂ = (-b - √D) / (2a)
Если D = 0, обе формулы дают один и тот же корень: x = -b / (2a). Эти формулы удобно использовать как краткую памятку при решении задач.
Что такое квадратное уравнение?
Тему квадратных уравнений изучают на уроках алгебры в 8 классе. Она является основой для многих следующих тем: квадратные уравнения встречаются при решении уравнений, неравенств и прикладных задач.
В уравнении ax² + bx + c = 0 число a называют старшим коэффициентом, b — вторым коэффициентом, c — свободным членом. Значение x, при котором левая часть равна нулю, называют корнем уравнения.
Например, в уравнении 7x² + 4x + 1 = 0 имеем a = 7, b = 4, c = 1. В уравнении x - 6x² = 0 сначала удобно записать члены в стандартном порядке: -6x² + x = 0, поэтому a = -6, b = 1, c = 0.
Задачи, которые в современных обозначениях сводятся к квадратным уравнениям, решали еще в Древнем Вавилоне. Важный вклад в развитие методов решения внесли Брахмагупта и аль-Хорезми. Позднее развитие алгебраической символики и работы с отрицательными числами сделало запись этих методов ближе к современной.
Виды квадратных уравнений
Квадратные уравнения делят на полные и неполные, а также на приведенные и неприведенные. Вид зависит от значений коэффициентов a, b и c.
| Вид уравнения | Признак | Пример |
| Полное | a, b, c не равны нулю | 2x² - 5x + 3 = 0 |
| Неполное | b = 0 и/или c = 0 | x² - 9 = 0; 3x² + 6x = 0 |
| Приведенное | a = 1 | x² - 5x + 6 = 0 |
| Неприведенное | a ≠ 1 | 4x² + 5x + 1 = 0 |
Неполные уравнения нередко можно решить без дискриминанта. Например, x² - 9 = 0 дает x² = 9, поэтому x = 3 или x = -3. Для 3x² + 6x = 0 можно вынести 3x за скобки: 3x(x + 2) = 0, отсюда x = 0 или x = -2.
Как решать квадратные уравнения?
Существует много способов решения квадратных уравнений. В школьном курсе чаще всего используют четыре: дискриминант, теорему Виета, разложение на множители и выделение полного квадрата.
1. Решение через дискриминант
Это универсальный способ для квадратного уравнения ax² + bx + c = 0. Последовательность действий такая:
1. Запишите уравнение в виде ax² + bx + c = 0.
2. Определите коэффициенты a, b, c.
3. Вычислите дискриминант: D = b² - 4ac.
4. Определите количество действительных корней по знаку D.
5. Найдите корни по формулам x₁ = (-b + √D) / (2a) и x₂ = (-b - √D) / (2a).
Если D > 0, получаем два разных действительных корня. Если D = 0 — один действительный корень x = -b / (2a). Если D < 0 — действительных корней нет.
2. Теорема Виета
Теорема Виета связывает корни квадратного уравнения с его коэффициентами. Для ax² + bx + c = 0, если есть корни x₁ и x₂:
x₁ + x₂ = -b / a, x₁ · x₂ = c / a
Для приведенного уравнения x² + px + q = 0 формулы имеют более простой вид:
x₁ + x₂ = -p, x₁ · x₂ = q
Поэтому в простых приведенных уравнениях корни часто удобно подбирать устно.
3. Разложение на множители
Если квадратный трехчлен можно представить как произведение, уравнение приводят к виду A(x) · B(x) = 0. Для этого используют вынесение общего множителя, формулы сокращенного умножения или группировку. Затем каждый множитель приравнивают к нулю.
4. Выделение полного квадрата
Этот способ основан на формулах сокращенного умножения:
(a + b)² = a² + 2ab + b²
(a - b)² = a² - 2ab + b²
Уравнение преобразуют так, чтобы в левой части появился квадрат двучлена. Если старший коэффициент не равен 1, сначала уравнение можно разделить на a, а затем выделять полный квадрат.
Если тема квадратных уравнений пока дается сложно, полезно разобрать несколько задач разными способами. Репетитор по математике поможет увидеть, какой метод в конкретном примере будет короче и где чаще всего возникают ошибки.
Квадратные уравнения: примеры решения
Пример 1. Через дискриминант
Решим уравнение 2x² - 5x + 3 = 0.
a = 2, b = -5, c = 3
D = b² - 4ac = (-5)² - 4 · 2 · 3 = 25 - 24 = 1
Так как D > 0, уравнение имеет два корня.
x₁ = (5 + 1) / 4 = 6 / 4 = 1,5
x₂ = (5 - 1) / 4 = 4 / 4 = 1
Ответ: 1 и 1,5.
Пример 2. По теореме Виета
Решим уравнение x² - 5x + 6 = 0. Это приведенное уравнение. Нужно найти два числа, сумма которых равна 5, а произведение — 6. Это 2 и 3, потому что 2 + 3 = 5, а 2 · 3 = 6. Следовательно, x₁ = 2, x₂ = 3.
Пример 3. Разложение на множители
Решим 4x² + 5x + 1 = 0. Средний член 5x можно представить как 4x + x:
4x² + 4x + x + 1 = 0
4x(x + 1) + 1(x + 1) = 0
(4x + 1)(x + 1) = 0
Отсюда 4x + 1 = 0 или x + 1 = 0. Значит, x₁ = -1/4, x₂ = -1.
Пример 4. Выделение полного квадрата
Решим x² + 6x - 7 = 0. Перенесем свободный член и выделим квадрат двучлена:
x² + 6x = 7
x² + 6x + 9 = 16
(x + 3)² = 16
Тогда x + 3 = 4 или x + 3 = -4. Следовательно, x = 1 или x = -7.
Ответ: 1; -7.
Читайте также
- Репетиторы по математике
- Площадь прямоугольника: формула, примеры и задачи
- Геометрическая прогрессия: формулы и примеры
Использованные источники
ИМЗО — Алгебра, 8 класс (Мерзляк А. Г. и др.)
MacTutor History of Mathematics — Quadratic, cubic and quartic equations
Понравилась статья? Оцените
4.09
На основе отзывов 11 пользователей





