Квадратна једначина – Виетове формуле 3

Виетове формуле. Сложенији примери.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији.

Пр.6   Не решавајући квадратну једначину x2−(2m−1)x+m2−1=0{x^2} - \left( {2m - 1} \right)x + {m^2}-1 = 0

           одреди параметар mm тако да између решења постоји веза

           2x1−x2=12{x_1} - {x_2} = 1.

Пр.7   Не решавајући квадратну једначину x2−3x+12=0{x^2} - 3x + 12 = 0 састави

           нову квадратну једначину чија су решења y1=x1−3{y_1} = {x_1} - 3

           и y2=x2−3{y_2} = {x_2} - 3.


Пр.6

x1+x2=2m−1,{x_1} + {x_2} = 2m - 1,   x1x2=m2−1{x_1}{x_2} = {m^2} - 1

2x1−x2=12{x_1} - {x_2} = 1 онда  x2=2x1−1{x_2} = 2{x_1} - 1

{x1+2x1−1=2m−1x1(2x1−1)=m2−1⇔{3x1=2m2x12−x1=m2−1⇔⇔{x1=2m32(2m3)2−2m3=m2−1\begin{aligned}&\left\{ \begin{aligned}&{x_1} + 2{x_1} - 1 = 2m - 1 \\ &{x_1}\left( {2{x_1} - 1} \right) = {m^2} - 1\end{aligned} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{aligned}&3{x_1} = 2m \\ &2x_1^2 - {x_1} = {m^2} - 1\end{aligned} \right. \Leftrightarrow \\ &\Leftrightarrow \left\{ \begin{aligned}&{x_1} = \frac{{2m}}{3} \\ &2{\left( {\frac{{2m}}{3}} \right)^2} - \frac{{2m}}{3} = {m^2} - 1\end{aligned} \right.\end{aligned}

2(2m3)2−2m3=m2−12(4m29)−2m3=m2−1∣⋅98m2−6m=9m2−98m2−6m=9m2−98m2−6m−9m2+9=0−m2−6m+9=0m1,2=6±36⋅2−2m1,2=6±36⋅2−2m1,2=−3(1±2)\begin{aligned}&2{\left( {\frac{{2m}}{3}} \right)^2} - \frac{{2m}}{3} = {m^2} - 1 \\ &2\left( {\frac{{4{m^2}}}{9}} \right) - \frac{{2m}}{3} = {m^2} - 1\left| { \cdot 9} \right. \\ &8{m^2} - 6m = 9{m^2} - 9 \\ &8{m^2} - 6m = 9{m^2} - 9 \\ &8{m^2} - 6m - 9{m^2} + 9 = 0 \\ &- {m^2} - 6m + 9 = 0 \\ &{m_{1,2}} = \frac{{6 \pm \sqrt {36 \cdot 2} }}{{ - 2}} \\ &{m_{1,2}} = \frac{{6 \pm \sqrt {36 \cdot 2} }}{{ - 2}} \\ &{m_{1,2}} = - 3\left( {1 \pm \sqrt 2 } \right)\end{aligned}

Пр.7

y2+by+c=0a(y2+bay+ca)=0a(y2−(−ba)y+ca)=0∣÷a(y2−(−ba)y+ca)=0\begin{aligned}&{y^2} + by + c = 0 \\ &a\left( {{y^2} + \frac{b}{a}y + \frac{c}{a}} \right) = 0 \\ &a\left( {{y^2} - \left( { - \frac{b}{a}} \right)y + \frac{c}{a}} \right) = 0\left| { \div a} \right. \\ &\left( {{y^2} - \left( { - \frac{b}{a}} \right)y + \frac{c}{a}} \right) = 0\end{aligned}

Знамо да

y1+y2=−ba,{y_1} + {y_2} = - \frac{b}{a},   y1y2=ca{y_1}{y_2} = \frac{c}{a} онда

y2−(y1+y2)y+y1y2=0{y^2} - \left( {{y_1} + {y_2}} \right)y + {y_1}{y_2} = 0

Знамо да y1=x1−3{y_1} = {x_1} - 3  и  y2=x2−3{y_2} = {x_2} - 3. 

За  једначину x2−3x+12=0{x^2} - 3x + 12 = 0 имамо x1+x2=3,{x_1} + {x_2} = 3,   x1x2=12{x_1}{x_2} = 12 онда

y1+y2=x1−3+x2−3=x1+x2−6=3−6=−3y1y2=(x1−3)(x2−3)=x1x2−3x1−3x2+9==x1x2−3(x1+x2)+9=12−3⋅3+9=12\begin{aligned}&{y_1} + {y_2} = {x_1} - 3 + {x_2} - 3 = {x_1} + {x_2} - 6 = 3 - 6 = - 3 \\ &{y_1}{y_2} = \left( {{x_1} - 3} \right)\left( {{x_2} - 3} \right) = {x_1}{x_2} - 3{x_1} - 3{x_2} + 9 = \\ &= {x_1}{x_2} - 3\left( {{x_1} + {x_2}} \right) + 9 = 12 - 3 \cdot 3 + 9 = 12\end{aligned}

Вратимо се на  једначину 

y2−(y1+y2)y+y1y2=0y2−(−3)y+12=0y2+3y+12=0\begin{aligned}&{y^2} - \left( {{y_1} + {y_2}} \right)y + {y_1}{y_2} = 0 \\ &{y^2} - \left( { - 3} \right)y + 12 = 0 \\ &{y^2} + 3y + 12 = 0\end{aligned}

Кад је задата веза између решења, на пример x1=3x2x_1 = 3x_2, Виетове формуле и ту везу решавате као систем. Из везе изразите једно решење, уврстите га у x1+x2=−bax_1 + x_2 = -\frac{b}{a} да добијете друго решење преко параметра, па све замените у x1x2=cax_1x_2 = \frac{c}{a}. Остаје једначина по параметру, а добијене вредности проверите у почетној једначини.

Други тип задатка је састављање нове једначине чија су решења изведена из старих, на пример y1=2x1y_1 = 2x_1 и y2=2x2y_2 = 2x_2. Израчунајте y1+y2y_1 + y_2 и y1y2y_1y_2 само преко x1+x2x_1 + x_2 и x1x2x_1x_2 и напишите y2−(y1+y2)y+y1y2=0y^2 - (y_1 + y_2)y + y_1y_2 = 0. Полазну једначину не решавате, па рачун важи и кад су решења комплексна.

246−226100xyстарановаy₁y₂
1 s
y₁ + y₂
6
y₁ · y₂
5
Кад штоперица касни kk секунди, нова парабола је стара померена за kk улево, а свако решење је мање за kk. Збир нових решења је 8−2k8 - 2k, а производ 12−8k+k212 - 8k + k^2; за k=1k = 1 то су 6 и 5.

Нова једначина за померена решења користи се кад се промени почетак мерења или јединица: ако штоперица крене касније или се метри претворе у центиметре, једначина се преправи без поновног решавања.

Штоперица која касни

Стрела одапета увис налази се на висини 60 m у тренуцима t1t_1 и t2t_2 (у секундама од одапињања), који су решења једначине t2−8t+12=0t^2 - 8t + 12 = 0. Судија је укључио штоперицу 1 s после одапињања. Не решавајући полазну једначину, саставите једначину чија су решења тренуци по његовој штоперици, y1=t1−1y_1 = t_1 - 1 и y2=t2−1y_2 = t_2 - 1.

Решење

  1. Из полазне једначине: t1+t2=8t_1 + t_2 = 8 и t1t2=12t_1t_2 = 12.
  2. y1+y2=(t1+t2)−2=8−2=6y_1 + y_2 = (t_1 + t_2) - 2 = 8 - 2 = 6.
  3. y1y2=(t1−1)(t2−1)=t1t2−(t1+t2)+1=12−8+1=5y_1y_2 = (t_1 - 1)(t_2 - 1) = t_1t_2 - (t_1 + t_2) + 1 = 12 - 8 + 1 = 5.
  4. Нова једначина је y2−6y+5=0y^2 - 6y + 5 = 0. Њена решења су y=1y = 1 и y=5y = 5, што одговара t1=2t_1 = 2 и t2=6t_2 = 6.

Одговор: Тренуци по судијиној штоперици су решења једначине y2−6y+5=0y^2 - 6y + 5 = 0, то јест 1 s и 5 s.

Задатак за вежбу

Одредите параметар mm тако да за решења једначине x2−6x+m=0x^2 - 6x + m = 0 важи x1=2x2x_1 = 2x_2.

Прикажи решење

x1+x2=3x2=6x_1 + x_2 = 3x_2 = 6, па x2=2x_2 = 2 и x1=4x_1 = 4. Онда је m=x1x2=8m = x_1x_2 = 8. Провера: x2−6x+8=(x−2)(x−4)x^2 - 6x + 8 = (x - 2)(x - 4).