Алгебра · 8 класс · Алгебра ФГОС · урок 5 · только теория
Формула корней квадратного уравнения
Тема раскрывает универсальный способ решения квадратных уравнений через дискриминант. Мы узнаем, как по коэффициентам уравнения предсказать число корней и найти их значения. Это ключевой навык для решения многих задач алгебры и физики.
Чему учимся понимать
Научиться решать любое квадратное уравнение по формуле корней через дискриминант.
Зачем это нужно
Квадратные уравнения описывают множество реальных процессов: движение тел, экономические расчёты, геометрические задачи. Умение решать их быстро и без ошибок необходимо для дальнейшего изучения математики и естественных наук.
Опорные понятия
Главные тезисы
- Квадратным уравнением называют уравнение вида ax² + bx + c = 0, где a ≠ 0.
- Дискриминант D = b² − 4ac определяет число корней: если D > 0 — два корня, D = 0 — один корень, D < 0 — корней нет.
- Корни вычисляются по формуле x = (−b ± √D) / (2a).
- Если D = 0, формула даёт один корень x = −b / (2a).
- Если D < 0, квадратное уравнение не имеет действительных корней.
- При решении важно правильно определять коэффициенты a, b и c, особенно если уравнение дано в нестандартном виде.
- Для приведённого уравнения (a = 1) можно использовать теорему Виета как более быстрый способ проверки корней.
Определения
- Квадратное уравнение
- Уравнение вида ax² + bx + c = 0, где x — переменная, a, b, c — числа, причём a ≠ 0.
- Коэффициенты
- Числа a, b, c в квадратном уравнении: a — старший коэффициент (при x²), b — средний (при x), c — свободный член.
- Дискриминант
- Выражение D = b² − 4ac, которое показывает, сколько корней имеет квадратное уравнение.
- Корень уравнения
- Значение переменной x, при котором уравнение превращается в верное числовое равенство.
- Приведённое квадратное уравнение
- Квадратное уравнение, в котором старший коэффициент a = 1 (например, x² + px + q = 0).
- Неполное квадратное уравнение
- Уравнение, в котором хотя бы один из коэффициентов b или c равен нулю (например, ax² + bx = 0 или ax² + c = 0).
Ключевые факты и правила
- Формула корней: x = (−b ± √D) / (2a), где D = b² − 4ac.
- Если D > 0, уравнение имеет два различных корня.
- Если D = 0, уравнение имеет один корень (два совпадающих).
- Если D < 0, уравнение не имеет действительных корней.
- Для неполных уравнений можно решать без дискриминанта: ax² + bx = 0 → x(ax + b) = 0; ax² + c = 0 → x² = −c/a.
- Теорема Виета: для приведённого уравнения x² + px + q = 0 сумма корней равна −p, произведение равно q.
Теория
Привести уравнение к стандартному виду ax² + bx + c = 0 (перенести все члены в одну сторону, привести подобные).
Определить коэффициенты a, b, c.
Вычислить дискриминант D = b² − 4ac.
Сравнить D с нулём: если D > 0 — два корня, D = 0 — один, D < 0 — корней нет.
Подставить значения в формулу корней x = (−b ± √D) / (2a) и упростить результат.
Примеры
- Пример 1расчёт
- Уравнение x² − 5x + 6 = 0: a = 1
- b = −5
- c = 6. D = 25 − 24 = 1 > 0
- корни: x₁ = 2
- x₂ = 3
- Пример 2расчёт
- Уравнение x² + 2x + 1 = 0: D = 4 − 4 = 0
- корень x = −1 (два одинаковых корня)
- Пример 3случай
- Уравнение x² + x + 1 = 0: D = 1 − 4 = −3 < 0, действительных корней нет
- Пример 4расчёт
- Неполное уравнение 2x² − 8 = 0: x² = 4
- x = ±2
- Пример 5расчёт
В задаче о площади прямоугольника
Решение
- если одна сторона x, другая x + 3, а площадь 10, то получаем уравнение x(x + 3) = 10, которое сводится к квадратному
Интересно знать
- Слово «дискриминант» происходит от латинского discriminare — «различать», потому что он различает случаи числа корней.
- Формула корней была известна ещё в Древней Индии и Вавилоне, но в современном виде её записал французский математик Франсуа Виет в XVI веке.
- Квадратные уравнения используются в физике для расчёта траекторий движения тел, например, при броске мяча под углом к горизонту.
Связанные темы
- Квадратные уравнения. Неполные уравнения
- Теорема Виета
- Разложение квадратного трёхчлена на множители
- Решение задач с помощью квадратных уравнений