Квадратна неједначина 5

Квадратна неједначина. Дискриминанта и решења квадратне једначине. Сложенији примери.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији.

пр.10)   Одредити у ком интервалу лежи параметар mm тако да је

             трином −x2+(m+2)x+m- {x^2} + \left( {m + 2} \right)x + m мањи од 1 за ∀x∈R\forall x \in R.

пр.11)   За које вредности реалног параметра mm једначина

             (m−2)x2−2mx+m−1=0\left( {m - 2} \right){x^2} - 2mx + m - 1 = 0 има оба решења

             позитивна.


Квадратни трином ax2+bx+cax^2 + bx + c позитиван је за свако xx тачно кад је a>0a > 0 и D<0D < 0, а негативан за свако xx кад је a<0a < 0 и D<0D < 0. Задатак са параметром, на пример „трином је мањи од 1 за свако xx“, зато прво сведите на облик ax2+bx+c<0ax^2 + bx + c < 0, па поставите услове за aa и DD и решите их по параметру. Кад једначина са параметром треба да има оба решења позитивна, услови су a≠0a \neq 0, D⩾0D \geqslant 0, ca>0\frac{c}{a} > 0 и −ba>0-\frac{b}{a} > 0. Ако aa зависи од параметра, посебно испитајте случај a=0a = 0, кад је једначина линеарна. Честа грешка је заборавити услов за знак aa.

0,511,522,53510t (s)h (m)плафонh(t)T
8 m/s
Највећа висина
5,2 m
D
−36
Парабола h(t)h(t) остаје испод праве плафона за свако tt само док је D=v2−100<0D = v^2 - 100 < 0, тј. док је брзина мања од 10 m/s. Тада теме, највиша тачка путање, не стиже до 7 m.

Услов „за свако xx“ је гаранција: инжењер провером a<0a < 0 и D<0D < 0 доказује да путања или оптерећење никад не прелазе задату границу, без рачунања у свакој тачки.

Лопта и плафон сале

Плафон фискултурне сале је на висини 7 m. Играч баца лопту увис са висине 2 m брзином vv (у m/s), па је њена висина после tt секунди h(t)=−5t2+vt+2h(t) = -5t^2 + vt + 2 метара. Колика сме да буде брзина да лопта не удари у плафон?

Решење

  1. Тражимо vv за које је −5t2+vt+2<7-5t^2 + vt + 2 < 7 за свако tt, тј. −5t2+vt−5<0-5t^2 + vt - 5 < 0 за свако tt.
  2. Коефицијент уз t2t^2 је −5<0-5 < 0, па услов важи тачно кад је D<0D < 0, где је D=v2−4⋅(−5)⋅(−5)=v2−100D = v^2 - 4 \cdot (-5) \cdot (-5) = v^2 - 100.
  3. Из v2−100<0v^2 - 100 < 0 следи −10<v<10-10 < v < 10, а брзина је позитивна, па је 0<v<100 < v < 10.
  4. Провера: највећа висина лопте је 2+v2202 + \frac{v^2}{20}, а за v=10v = 10 то је тачно 7 m.

Одговор: Лопта не удара у плафон ако је бачена брзином мањом од 10 m/s.

Задатак за вежбу

За које вредности параметра mm је x2−2(m−1)x+2m+6>0x^2 - 2(m - 1)x + 2m + 6 > 0 за свако xx?

Прикажи решење

a=1>0a = 1 > 0, па треба D<0D < 0: D4=(m−1)2−(2m+6)=m2−4m−5=(m−5)(m+1)<0\frac{D}{4} = (m - 1)^2 - (2m + 6) = m^2 - 4m - 5 = (m - 5)(m + 1) < 0, тј. m∈(−1,5)m \in (-1, 5).