เคล็ดลับสำหรับการแก้สมการกำลังสอง

นักเรียนพีชคณิตทุกคนในระดับที่สูงขึ้นจำเป็นต้องเรียนรู้การแก้สมการกำลังสอง สมการพหุนามเหล่านี้เป็นสมการพหุนามชนิดหนึ่งที่มีกำลัง 2 แต่ไม่มีค่าที่สูงกว่า และมีรูปแบบทั่วไป:ขวาน2 + ​bx​ + ​= 0. คุณสามารถแก้ปัญหาเหล่านี้ได้โดยใช้สูตรสมการกำลังสอง โดยการแยกตัวประกอบหรือโดยการเติมกำลังสองให้สมบูรณ์

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ขั้นแรกให้มองหาการแยกตัวประกอบเพื่อแก้สมการ หากไม่มีสิ่งใดนอกจากสัมประสิทธิ์หารด้วย 2 ลงตัว. ถ้าทั้งสองวิธีไม่ง่าย ให้ใช้สูตรสมการกำลังสอง

การใช้การแยกตัวประกอบในการแก้สมการ

การแยกตัวประกอบใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าด้านขวามือของสมการกำลังสองมาตรฐานเท่ากับศูนย์ ซึ่งหมายความว่าถ้าคุณสามารถแยกสมการออกเป็นสองพจน์ในวงเล็บคูณกัน คุณสามารถหาคำตอบได้โดยคิดว่าอะไรจะทำให้วงเล็บแต่ละอันมีค่าเท่ากับศูนย์ เพื่อให้ตัวอย่างที่เป็นรูปธรรม:

x^2 + 6x + 9 = 0

เปรียบเทียบกับรูปแบบมาตรฐาน:

ขวาน^2 + bx + c = 0

ในตัวอย่าง​ = 1, ​= 6 และ= 9. ความท้าทายของการแยกตัวประกอบคือการหาตัวเลขสองตัวมารวมกันเพื่อให้ได้ตัวเลขในจุดและคูณเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ตัวเลขในที่สำหรับ​.

ดังนั้น การแทนตัวเลขโดยdและอีคุณกำลังมองหาตัวเลขที่ตรงกับ:

instagram story viewer

d + e = b

หรือในกรณีนี้ด้วย​ = 6:

d + e = 6

และ

d × e = c

หรือในกรณีนี้ด้วย​ = 9:

d × e = 9

เน้นการหาตัวเลขที่เป็นปัจจัยของแล้วรวมเข้าด้วยกันเพื่อดูว่าเท่ากันหรือไม่. เมื่อคุณมีตัวเลขแล้ว ให้ใส่ในรูปแบบต่อไปนี้:

(x + ง) (x + จ)

ในตัวอย่างข้างต้นทั้งdและอีคือ 3:

x^2 + 6x + 9 = (x + 3) (x + 3) = 0

ถ้าคุณคูณวงเล็บออก คุณจะได้นิพจน์เดิมอีกครั้ง และนี่เป็นแนวปฏิบัติที่ดีในการตรวจสอบการแยกตัวประกอบของคุณ คุณสามารถดำเนินการตามขั้นตอนนี้ได้ (โดยการคูณส่วนแรก ด้านใน ด้านนอก และส่วนสุดท้ายของวงเล็บ ดูรายละเอียดเพิ่มเติมในแหล่งข้อมูล) เพื่อดูแบบย้อนกลับ:

\begin{aligned} (x + 3) (x + 3) &= (x × x) + (3 × x ) + (x × 3) + (3 × 3) \\ &= x^2 + 3x + 3x + 9 \\ &= x^2 + 6x + 9 \\ \end{จัดตำแหน่ง}

การแยกตัวประกอบอย่างมีประสิทธิภาพดำเนินการผ่านกระบวนการนี้ในทางกลับกัน แต่อาจเป็นเรื่องยากที่จะหาค่า วิธีที่ถูกต้องในการแยกตัวประกอบสมการกำลังสอง และวิธีนี้ไม่เหมาะสำหรับสมการกำลังสองทุกสมการสำหรับสิ่งนี้ เหตุผล. บ่อยครั้งที่คุณต้องเดาการแยกตัวประกอบแล้วตรวจสอบ

ปัญหาคือตอนนี้ทำให้นิพจน์ในวงเล็บออกมามีค่าเท่ากับศูนย์โดยการเลือกค่าของคุณสำหรับx. ถ้าวงเล็บใดมีค่าเท่ากับศูนย์ สมการทั้งหมดจะเท่ากับศูนย์ และคุณพบคำตอบแล้ว ดูขั้นตอนสุดท้าย [(x​ + 3) (​x+ 3) = 0] และคุณจะเห็นว่าครั้งเดียวที่วงเล็บออกมาเป็นศูนย์คือ ifx= −3. ในกรณีส่วนใหญ่ สมการกำลังสองมีสองคำตอบ

การแยกตัวประกอบจะยิ่งท้าทายมากขึ้นถ้าไม่เท่ากับหนึ่ง แต่เน้นกรณีง่าย ๆ จะดีกว่าในตอนแรก

การเติมกำลังสองเพื่อแก้สมการ

การเติมกำลังสองให้สมบูรณ์จะช่วยให้คุณแก้สมการกำลังสองที่ไม่สามารถแยกตัวประกอบได้อย่างง่ายดาย วิธีนี้ใช้ได้กับสมการกำลังสองทุกแบบ แต่บางสมการก็เหมาะกับสมการนี้มากกว่าวิธีอื่นๆ วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับการทำให้นิพจน์กลายเป็นกำลังสองที่สมบูรณ์แบบและแก้ปัญหานั้น สี่เหลี่ยมจัตุรัสที่สมบูรณ์แบบทั่วไปจะขยายดังนี้:

(x + d)^2 = x^2 + 2dx + d^2

ในการแก้สมการกำลังสองโดยการเติมกำลังสอง ให้ใส่นิพจน์ลงในแบบฟอร์มทางด้านขวามือของด้านบน ก่อนอื่นให้หารตัวเลขใน numberตำแหน่ง 2 แล้วยกกำลังสองผลลัพธ์ ดังนั้นสำหรับสมการ:

x^2 + 8x = 0

ค่าสัมประสิทธิ์= 8 ดังนั้น÷ 2 = 4 และ (​ ÷ 2)2 = 16.

เพิ่มสิ่งนี้ทั้งสองด้านเพื่อรับ:

x^2 + 8x + 16 = 16

โปรดทราบว่ารูปแบบนี้ตรงกับรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่สมบูรณ์แบบด้วยd= 4 ดังนั้น 2d= 8 และd2 = 16. ซึ่งหมายความว่า:

x^2 + 8x + 16 = (x + 4)^2

ใส่สิ่งนี้ลงในสมการก่อนหน้าเพื่อรับ:

(x + 4)^2 = 16

ตอนนี้แก้สมการสำหรับx. หารากที่สองของทั้งสองข้างเพื่อรับ:

x + 4 = \sqrt{16}

ลบ 4 จากทั้งสองข้างเพื่อรับ:

x = \sqrt{16} - 4

รูทสามารถเป็นค่าบวกหรือค่าลบได้ และการรูทค่าลบจะทำให้:

x = -4 - 4 = -8

ค้นหาวิธีแก้ปัญหาอื่นที่มีรูทบวก:

x = 4 - 4 = 0

ดังนั้นคำตอบที่ไม่เป็นศูนย์เพียงอย่างเดียวคือ −8 ตรวจสอบสิ่งนี้ด้วยนิพจน์ดั้งเดิมเพื่อยืนยัน

การใช้สูตรกำลังสองแก้สมการ

สูตรสมการกำลังสองดูซับซ้อนกว่าวิธีอื่นๆ แต่เป็นวิธีที่น่าเชื่อถือที่สุด และคุณสามารถใช้สูตรนี้กับสมการกำลังสองแบบใดก็ได้ สมการใช้สัญลักษณ์จากสมการกำลังสองมาตรฐาน:

ขวาน^2 + bx + c = 0

และระบุว่า:

x = \frac{-b ± \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}

ใส่ตัวเลขที่เหมาะสมลงในตำแหน่งและคำนวณโดยใช้สูตรเพื่อแก้โจทย์ อย่าลืมลองลบและเพิ่มพจน์รากที่สองและจดคำตอบทั้งสองไว้ สำหรับตัวอย่างต่อไปนี้:

x^2 + 6x + 5 = 0

คุณมี​ = 1, ​= 6 และ= 5. ดังนั้นสูตรจึงให้:

\begin{aligned} x &= \frac{-6 ± \sqrt{6^2 - 4×1×5}}{2×1} \\ &= \frac{-6 ± \sqrt{36 - 20} }{2} \\ &= \frac{-6 ± \sqrt{16}}{2} \\ &= \frac{-6 ± 4}{2} \end{aligned}

เครื่องหมายบวกให้:

\begin{aligned} x &= \frac{-6 + 4}{2} \\ &= \frac{-2}{2} \\ &= -1 \end{aligned}

และการเอาเครื่องหมายลบทำให้:

\begin{aligned} x &= \frac{-6 - 4}{2} \\ &= \frac{-10}{2} \\ &= -5 \end{aligned}

ซึ่งเป็นสองคำตอบของสมการ

วิธีการหาวิธีที่ดีที่สุดในการแก้สมการกำลังสอง

มองหาการแยกตัวประกอบก่อนที่จะลองอย่างอื่น หากคุณสามารถระบุได้ นี่เป็นวิธีที่เร็วและง่ายที่สุดในการแก้สมการกำลังสอง จำไว้ว่าคุณกำลังมองหาตัวเลขสองตัวที่รวมกันเป็นสัมประสิทธิ์และคูณเพื่อให้ค่าสัมประสิทธิ์ สำหรับสมการนี้:

x^2 + 5x + 6 = 0

คุณสามารถสังเกตได้ว่า 2 + 3 = 5 และ 2 × 3 = 6 ดังนั้น:

x^2 + 5x + 6 = (x + 2) (x + 3) = 0

และx= −2 หรือx​ = −3.

หากคุณไม่เห็นการแยกตัวประกอบ ให้ตรวจสอบว่าสัมประสิทธิ์หารด้วย 2 ลงตัวโดยไม่ต้องใช้เศษส่วน ถ้าใช่ การเติมกำลังสองอาจเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการแก้สมการ

หากไม่มีแนวทางใดที่เหมาะสม ให้ใช้สูตร วิธีนี้ดูเหมือนเป็นวิธีที่ยากที่สุด แต่ถ้าคุณอยู่ในการสอบหรือถูกเร่งเวลา ก็อาจทำให้กระบวนการนี้เครียดน้อยลงและเร็วขึ้นมาก

Teachs.ru
  • แบ่งปัน
instagram viewer