Линейные, квадратные и кубические уравнения (Задание 17)
Задание 17 проверяет твоё умение находить неизвестную в базовых уравнениях. Уравнения могут выглядеть по-разному, но большинство из них сводится к линейным или квадратным после раскрытия скобок. Кубические уравнения тоже встречаются, но в самом простом виде.
Суть темы
Решить уравнение - значит найти все такие значения x, при подстановке которых левая часть будет в точности равна правой. Если уравнение имеет несколько корней, в тексте задачи обязательно укажут, какой именно корень нужно записать в ответ (например, наименьший или наибольший).
Основные формулы и правила
Часто в задании 17 встречаются скобки в квадрате. Чтобы их раскрыть, не нужно умножать скобку на скобку "фонтанчиком" - используй готовые формулы.
Если после всех преобразований переменная x осталась только в первой степени, уравнение называется линейным. Оно решается переносом всех x в одну сторону, а чисел - в другую.
Если x остался во второй степени (x2), уравнение квадратное. Для полного квадратного уравнения нужен дискриминант.
Корни - это точки, где парабола y=ax2+bx+c пересекает ось X. Дискриминант говорит, сколько таких точек: D>0 - две, D=0 - одна, D<0 - ни одной.
Когда старший коэффициент a=1 (приведённое уравнение x2+px+q=0), корни можно подобрать устно без дискриминанта.
Если в квадратном уравнении нет слагаемого с x или нет свободного числа, оно называется неполным. Решать его через дискриминант можно, но долго. Проще использовать другие подходы:
Алгоритм решения
Примеры решения
Разберём четыре задачи, которые покрывают все три типа уравнений из задания 17 -- от простого линейного до кубического.
Пример 1. Линейное уравнение
Условие:
Реши уравнение 7x−12=4x+9.
Решение:
Это линейное уравнение: x встречается только в первой степени. Перенесём все слагаемые с x в левую часть, а числа - в правую. При переносе через знак равенства знаки меняются на противоположные:
Линейные уравнения часто описывают реальную ситуацию: когда сравняются возрасты двух людей, когда цена товара со скидкой сравняется с ценой в другом магазине, когда догонят друг друга два объекта. Это тот редкий случай в задании 17, где уравнение можно не только формально решить, но и понять "руками".
Пример 2. Неполное квадратное уравнение
Условие:
Реши уравнение 2x2+10x=0. Если уравнение имеет более одного корня, в ответе укажи меньший из них.
Выносим общий множитель
Слагаемого без x нет, поэтому уравнение неполное. Ни в коем случае не делим на x - потеряем корень. Вместо этого вынесем общий множитель за скобки:
2x(x+5)=0
Разбиваем на два уравнения
Произведение равно нулю, когда хотя бы один множитель равен нулю:
2x=0илиx+5=0
Получаем два корня:
x1=0,x2=−5
Отбираем корень по условию
В условии просят меньший корень. Из чисел 0 и −5 меньшее - это −5 (отрицательные числа меньше нуля).
Ответ:−5
Пример 3. Полное квадратное уравнение
Условие:
Реши уравнение x2−9x+20=0. Если уравнение имеет более одного корня, в ответе запиши больший из них.
Выписываем коэффициенты
Уравнение уже записано в стандартном виде. Выпишем коэффициенты: a=1, b=−9, c=20.
Считаем дискриминант
Найдём дискриминант по формуле D=b2−4ac:
D=(−9)2−4⋅1⋅20
D=81−80=1
Находим корни
Так как D>0, корней два. Найдём их, учитывая 1=1:
x1=29+1=210=5
x2=29−1=28=4
Отбираем корень и проверяем
Нас просят больший корень. Из 5 и 4 больше 5.
Проверка:52−9⋅5+20=25−45+20=0. Сошлось.
Ответ:5
Пример 4. Кубическое уравнение
Условие:
Найди корень уравнения (x−2)3=27.
Извлекаем кубический корень
В правой части стоит куб: 27=33. Значит скобка в левой части тоже должна быть равна 3. Кубическое уравнение вида t3=a имеет ровно один корень:
x−2=3
Решаем линейное уравнение
Получили простое линейное уравнение:
x=3+2=5
Проверка:(5−2)3=33=27. Совпадает.
Ответ:5
Частые ошибки
Что запомнить
Следи за степенями: если есть x2 и положительный дискриминант, корней будет два. Если уравнение сводится к x3=a, корень ровно один, и он сохраняет знак числа a.
Не дели на x: выноси за скобки. Деление на переменную теряет корень x=0.
Формулы сокращённого умножения: не забывай удвоенное произведение -- в выражении (x−3)2 будет x2−6x+9, а не просто x2+9.
Внимательно читай условие: подчёркивай слова "меньший корень" или "больший корень" перед тем, как записать ответ в бланк.
Числа a, b, c берутся вместе со знаком: в x2−14x+48=0 коэффициент b=−14, а не 14.
Стратегия на экзамене
Проверь себя
Сколько корней у уравнения x2=49?
Реши уравнение x3=−8. Что в ответе?
В уравнении x2−5x=0 разделили обе части на x. Какой корень при этом потеряли?
По теореме Виета для x2−9x+20=0 корни -- это числа, у которых...