Հավասարումները բարձրագույն մաթեմատիկայի մեջ Բազմանդամների ռացիոնալ արմատները. Հորների սխեման. Հանրահաշվական հավասարման արմատների հիմնական հատկությունները Լոբաչևսկի-Գրեֆեի մեթոդ հանրահաշվական հավասարումների մոտավոր լուծման համար

Էջ 1
Քառակուսային հավասարումներ

Ժամանակակից հանրահաշիվում քառակուսի հավասարումը ձևի հավասարումն է

որտեղ են գործակիցները
ցանկացած իրական թվեր, և

Անավարտ քառակուսի հավասարումը ձևի հավասարումն է

Օրինակ ա)

Այսպիսով, հավասարումն ունի երկու արմատ.

Օրինակ բ)

Լուծում

Հավասարումն ունի երկու արմատ.

Օրինակ Հետ)

Լուծում

Հավասարումն ունի երկու արմատ.

Օրինակ դ)

Լուծում

Հավասարումն իրական արմատներ չունի։

Օրինակ ե)

Լուծում

Այս հավասարումը նույնպես թերի քառակուսի հավասարում է, այն միշտ ունի մեկ արմատ

Քառակուսային հավասարումներ լուծելիս կարող եք օգտագործել տարբեր ուղիներֆակտորիզացիա։ Այսպիսով, հավասարումը լուծելիս բկիրառվել է ընդհանուր բազմապատկիչի կիրառման մեթոդը։ Կա ևս մեկ միջոց՝ խմբավորման մեթոդը։

Լուծում.

Պատասխան.

Նույն հավասարումը կարելի է լուծել բազմաթիվ ձևերով. Դիտարկենք դրանցից մի քանիսը` օգտագործելով օրինակ քառակուսի հավասարում

Մեթոդ I Դիտարկենք քառակուսային եռանկյունը

Եկեք այն գործոնացնենք՝ օգտագործելով խմբավորման մեթոդը՝ նախկինում ներկայացնելով տերմինը
ինչպես
Մենք ունենք

Սա նշանակում է, որ տրված հավասարումը կարող է վերաշարադրվել ձևով

Այս հավասարումն ունի երկու արմատ.

II ճանապարհ . Դիտարկենք քառակուսի եռանկյունը և գործադրենք այն կատարյալ քառակուսու մեկուսացման մեթոդով. Եկեք նախ ներկայացնենք 3-րդ տերմինը որպես տարբերություն
. Մենք ունենք

Օգտագործելով քառակուսիների տարբերության բանաձևը՝ ստանում ենք

Այսպիսով, եռանդամի արմատները

III ճանապարհ - գրաֆիկական.

Դիտարկենք հավասարումների լուծման գրաֆիկական մեթոդ

Լուծե՛ք հավասարումը

Եկեք գծենք ֆունկցիան

Vertex կոորդինատները:

Պարաբոլայի առանցքը ուղիղ է

Վերցնենք աբսցիսայի առանցքի երկու կետ, որոնք սիմետրիկ են պարաբոլայի առանցքի նկատմամբ, օրինակ՝ կետերը.
Գտնենք ֆունկցիայի արժեքը այս կետերում
Կետերի միջով
և պարաբոլայի գագաթը
Կառուցենք ֆունկցիայի գրաֆիկը։

Այսպիսով, հավասարման արմատները պարաբոլայի հատման կետերի աբսցիսներն են աբսցիսային առանցքի հետ, այսինքն.

Դիտարկենք հավասարման գրաֆիկական լուծման մեկ այլ տարբերակ

Հավասարումը գրենք ձևով

Կառուցենք ֆունկցիաների գրաֆիկները մեկ կոորդինատային համակարգում

Այսպիսով, հավասարման արմատները կառուցված գրաֆիկների հատման կետերի աբսցիսներն են.

Բնօրինակ հավասարումը կարող է լուծվել մի քանի այլ եղանակներով՝ վերադասավորելով հավասարումը
մտքում
կամ դեպի տեսարան

Այնուհետև ներկայացվում են ֆունկցիաները, կառուցվում են գրաֆիկներ և գտնվում են կառուցված ֆունկցիաների գրաֆիկների հատման կետերի աբսցիսները։

Տե՛ս առաջադրանք 3 (Հավելված 1):

IV ճանապարհ – օգտագործելով քառակուսի հավասարման արմատների բանաձևը:

Լուծել ձևի քառակուսի հավասարումը
կարող եք օգտագործել հետևյալ ալգորիթմը.

Որովհետեւ
Այս քառակուսի հավասարումն ունի երկու արմատ. Մենք գտնում ենք այս արմատները՝ օգտագործելով բանաձևը

Եթե բ- զույգ թիվ, այսինքն.
Հետո

Ձևի հավասարումը
կրճատված քառակուսի հավասարում է:

Եթե ​​թվերը
այնպիսին են, որ

ապա այս թվերը հավասարման արմատներն են:
Այս հայտարարությամբ, ավելի ճիշտ հայտարարությամբ. թեորեմի հակադարձՎիետան կարող է լուծել տրված քառակուսի հավասարումները։

Այսպիսով, հավասարման արմատները

Եթե ​​հավասար.
գումար
ապա հավասարման մի արմատը միշտ 1 է, իսկ մյուս արմատը հաշվարկվում է բանաձևով.

Էկվ.
գումար, հետևաբար

Տես առաջադրանք 4 (Հավելված 1):
Ռացիոնալ հավասարումներ
Եթե
ռացիոնալ արտահայտություն է, ապա հավասարումը
կոչվում է ռացիոնալ հավասարում:

Օրինակ

Եկեք ստուգենք հայտնաբերված արմատները.
դրանք.

սկզբնական հավասարման արմատներն են։

Օրինակ

Եկեք լուծենք հավասարումը փոփոխական ներմուծելով։ Թող
Սա թույլ կտա մեզ վերաշարադրել հավասարումը ձևի մեջ

From Eq.
մենք գտնում ենք

Եկեք ստուգենք հայտնաբերված արմատները

Քանի որ
մենք պետք է լուծենք ևս երկու հավասարումներ.

Եվ

Առաջին հավասարման արմատները 1 և –4 թվերն են, երկրորդ հավասարման արմատները՝ թվերը։

Պատասխան՝ 1, -4,

Նոր փոփոխականի ներդրման մեթոդը կիրառվում է նաև երկքառակուսի հավասարումներ լուծելիս։

Ձևի հավասարումը
կոչվում է երկքառակուսի հավասարում:

Օրինակ

Ներկայացնենք փոփոխական

Մենք ստանում ենք

Պատասխան՝ 2, -2։

Տե՛ս առաջադրանքները 5, 6 և 7 (Հավելված 1):
Իռացիոնալ հավասարումներ
Եթե ​​հավասարումը քառակուսի արմատի նշանի տակ պարունակում է փոփոխական, ապա այդպիսի հավասարումը կոչվում է իռացիոնալ։

Եկեք անդրադառնանք մաթեմատիկայի պատմությունից էջերին։ Իռացիոնալ թվերի հասկացությունը հայտնի էր պյութագորացիներին։ Պյութագորասի թեորեմը մաթեմատիկոսներին հանգեցրեց անհամեմատելի հատվածների հայտնաբերմանը: Նրանք ստացել են միանգամայն պարադոքսալ հայտարարություն՝ քառակուսիի անկյունագծի երկարությունը չի կարող չափվել ոչ մի բնական թվով։ Այս հայտարարությունը խաթարեց նրանց ուսմունքի հիմնական թեզը՝ «ամեն ինչ մի թիվ է»։

Անհամեմատելիության բացահայտումը ցույց տվեց, որ, իմանալով միայն ռացիոնալ թվերը, անհնար է գտնել որևէ հատվածի երկարությունը։ Սա նշանակում է, որ հատվածների բազմությունը շատ ավելի լայն է, քան ռացիոնալ թվերի բազմությունը։ Հույները որոշեցին մաթեմատիկան կառուցել ոչ թե թվի հայեցակարգի ընդլայնման ճանապարհով, որը կհանգեցներ նրանց իռացիոնալ թվերի դիտարկմանը, այլ երկրաչափական մեծությունների օգնությամբ: Ի տարբերություն պյութագորացիների, գիտնականներ Հին ԱրևելքՕգտագործվել են մոտավոր թվեր՝ առանց որևէ բացատրության։ Ուրեմն փոխարենը գրել են 1.41
, և 3 թվի փոխարեն

Եկեք վերադառնանք ժամանակակից մաթեմատիկային և դիտարկենք իռացիոնալ հավասարումների լուծման ուղիները:

Օրինակ:

Հավասարման երկու կողմերի քառակուսիների մեթոդը իռացիոնալ հավասարումների լուծման հիմնական մեթոդն է:

Քառակուսավորման մեթոդը պարզ է, բայց երբեմն հանգեցնում է դժվարությունների:

Օրինակ:

Բայց իմաստը
լինելով ռացիոնալ հավասարման արմատը
տրված իռացիոնալ հավասարման արմատը չէ։ Փորձարկումը կհաստատի այս հայտարարությունը:

Փորձաքննություն:

Ստացված արտահայտությունն իմաստ չունի։ Զույգ աստիճանի արմատի տակ չի կարող բացասական թիվ լինել:

Եզրակացություն:
օտար արմատ

Հաշվի առնելով ir ռացիոնալ հավասարումարմատներ չունի.

Օրինակ:

Փորձաքննություն:

Եթե
Դա

- սխալ

Եթե
Դա

- սխալ

Եզրակացություն՝ տրված իռացիոնալ հավասարումն արմատներ չունի։

Այսպիսով, իռացիոնալ հավասարումը լուծվում է երկու կողմերի քառակուսու վրա. Ստացված ռացիոնալ հավասարումը լուծելուց հետո անհրաժեշտ է ստուգում կատարել՝ հեռացնելով հնարավոր կողմնակի արմատները։

Օրինակ:

Փորձաքննություն:

Եթե
Դա

- իսկական հավասարություն.

Եթե
Դա

- իսկական հավասարություն.

Սա նշանակում է, որ երկու հայտնաբերված արժեքներն էլ հավասարման արմատներն են:

Պատասխան՝ 4; 5.

Օրինակ:

Մենք լուծում ենք այս հավասարումը` ներմուծելով նոր փոփոխական:

Թող

Վերադառնանք սկզբնական փոփոխականին։

- ճիշտ,

- սխալ.

Տե՛ս առաջադրանք 8 (Հավելված 1):
Մի փոքր տեսություն
Սահմանում. Երկու հավասարումներ
Եվ
կոչվում են համարժեք, եթե ունեն նույն արմատները (կամ, մասնավորապես, եթե երկու հավասարումներն էլ արմատ չունեն):

Սովորաբար հավասարումը լուծելիս փորձում են այս հավասարումը փոխարինել ավելի պարզ, բայց դրան համարժեքով։ Նման փոխարինումը կոչվում է հավասարման համարժեք փոխակերպում:

Հավասարման համարժեք փոխակերպումները հետևյալ կերպափոխություններն են.

1. Հավասարման տերմինների փոխանցում հավասարման մի մասից մյուսը հակառակ նշաններով:

Օրինակ՝ փոխարինելով հավասարումը
հավասարումը
Կա համարժեք փոխակերպումհավասարումներ Սա նշանակում է, որ հավասարումները
Եվ
համարժեք են։

2. Հավասարման երկու կողմերը միևնույն ոչ զրոյական թվով բազմապատկելը կամ բաժանելը:

Օրինակ՝ փոխարինելով հավասարումը
հավասարումը
(հավասարման երկու կողմերը տերմինով բազմապատկվում են 10-ով) հավասարման համարժեք փոխակերպումն է։

Հետևյալ փոխակերպումները հավասարման անհավասար փոխակերպումներ են.

1. Փոփոխականներ պարունակող հայտարարներից ազատում.
Օրինակ՝ փոխարինելով հավասարումը
հավասարումը
հավասարման անհավասար փոխակերպումն է։ Բանն այն է, որ հավասարումը
ունի երկու արմատ՝ 2 և −2, և տրված հավասարումն ունի արժեք
չի կարող բավարարել (հայտարարը գնում է զրոյի): Նման դեպքերում ասում են.
օտար արմատ:
2. Հավասարման երկու կողմերի քառակուսի:

Եթե ​​հավասարման լուծման գործընթացում օգտագործվել է նշված ոչ համարժեք փոխակերպումներից մեկը, ապա հայտնաբերված բոլոր արմատները պետք է ստուգվեն սկզբնական հավասարման մեջ փոխարինմամբ, քանի որ դրանց մեջ կարող են լինել կողմնակի արմատներ:

Սահմանում.

Հավասարման տիրույթ
կոչվում է հավաքածու
Որտեղ
Եվ
- գործառույթների սահմանման ոլորտները զԵվ է.

Օրինակ

Ձախ կողմի կոտորակները գումարելով՝ ստանում ենք հավասարումը

բնօրինակին համարժեք։ Այս նույն հավասարումը, իր հերթին, համարժեք է համակարգին

Քառակուսային հավասարումը արմատներ ունի
Որտեղ
- կողմնակի արմատ:

Դիտարկենք հավասարման լուծումը

Հետևաբար, սկզբնական հավասարումը համարժեք է բազմությանը

կամ
կամ
կամ

Մոդուլի նշանի տակ գտնվող փոփոխականով հավասարումներ
1. Թվի բացարձակ արժեքը ա(նշվում է | ա| ) կոորդինատային ուղղի վրա տրված a թիվը ներկայացնող կետից մինչև սկզբնակետ հեռավորությունն է։

Սահմանումից հետևում է, որ

Մոդուլի հիմնական հատկությունները

Օրինակ

Ակնհայտ է, որ այստեղ երկու հնարավորություն կա.
կամ
Որտեղ հեշտ է ստանալ

Պատասխան.
կամ

Նկատի ունեցեք, որ ձևի հավասարումներ լուծելիս

ամենառացիոնալ ճանապարհը ագրեգատին անցումն է

Օրինակ

Այստեղ վերը նշված տեխնիկան մեզ ազատում է «տհաճ» արմատներով քառակուսի եռանդամի մշտական ​​նշանի միջակայքեր գտնելու անհրաժեշտությունից:

Մենք ունենք:

Պատասխան.
կամ
կամ

Տե՛ս առաջադրանք 9 (Հավելված 1):
Պարամետրերով հավասարումներ
Մի փոքր տեսություն.

Որոշ հասկացություններ ներկայացնելիս ուսանողները բախվում են պարամետրերի: Օրինակ՝ ուղիղ համեմատականության ֆունկցիան.

գծային ֆունկցիա:

գծային հավասարում.

քառակուսային հավասարում.

Սահմանում. Հավասարումը` նրա տեսքը և լուծումը, որը կախված է մեկ կամ մի քանի պարամետրերի արժեքներից, կոչվում է պարամետրերով հավասարում:

Պարամետրերով հավասարման լուծումը նշանակում է

1. Գտեք պարամետրերի արժեքների բոլոր համակարգերը, որոնց համար այս հավասարումը լուծումներ ունի:

2. Գտեք բոլոր լուծումները պարամետրերի արժեքների յուրաքանչյուր հայտնաբերված համակարգի համար, այսինքն՝ անհայտը և պարամետրերը պետք է ունենան ընդունելի արժեքների իրենց տիրույթները:

Օրինակ:

Պատասխան. Եթե
ապա լուծումներ չկան, օրինակ.
Այս հավասարումները համակցված առաջադրանքներ են, որոնց լուծման գործընթացում մշակվում են հավասարումների լուծման ստանդարտ ալգորիթմներ, և ձևավորվում և համախմբվում են թույլատրելի արժեքների միջակայքի հետ աշխատելու և արմատներ ընտրելու հմտություններ: Այս հավասարումները նախատեսված են որպես անհատական ​​առաջադրանքներուժեղ ուսանողների համար.

Հավասարումների կիրառում.

Նավիեր-Սթոքսի հավասարումներ՝ համակարգ դիֆերենցիալ հավասարումներմասնակի ածանցյալներում՝ նկարագրելով մածուցիկ հեղուկի շարժումը։ Նավիեր-Սթոքսի հավասարումները հիդրոդինամիկայի մեջ ամենակարևորներից են և օգտագործվում են շատերի մաթեմատիկական մոդելավորման մեջ: բնական երևույթներև տեխնիկական խնդիրներ։ Անվանվել է ֆրանսիացի ֆիզիկոս Լուի Նավյեի և բրիտանացի մաթեմատիկոս Ջորջ Սթոքսի պատվին։

Համակարգը բաղկացած է շարժման և շարունակականության հավասարումից։

Հավասարումների համակարգի կիրառություններից է Երկրի թիկնոցում հոսքերի նկարագրությունը։

Հավասարումների տատանումները օգտագործվում են մթնոլորտային օդի զանգվածների տեղաշարժը նկարագրելու համար, մասնավորապես եղանակի կանխատեսում կազմելիս: Հավասարման լուծումների վերլուծությունը բաց խնդիրներից մեկի էությունն է, որի լուծման համար Կլեյի մաթեմատիկական ինստիտուտը շնորհել է 1 մլն ԱՄՆ դոլար մրցանակ։ Անհրաժեշտ է ապացուցել կամ հերքել Կոշիի խնդրի գլոբալ հարթ լուծման գոյությունը եռաչափ Նավիեր-Սթոքսի հավասարումների համար:
Օգտագործված գրականության ցանկ

1. 
   Մորդկովիչ Ա.Գ. Հանրահաշիվ. 7-րդ դասարան՝ Երկու մասով. Մաս 1. Դասագիրք հանրակրթական. հաստատություններ. – 5-րդ հրատ. – M.: Mnemosyne, 2002. – 160 p.: ill.
2. 
   Մորդկովիչ Ա.Գ. Հանրահաշիվ. 8-րդ դասարան՝ Երկու մասով. Մաս 1. Դասագիրք հանրակրթական. հաստատություններ. – 6-րդ հրատ. – M.: Mnemosyne, 2004. – 223 p.: ill.
3. 
   Ա.Գ. Մերզլյակը, Վ.Բ. Պոլոնսկին, Մ.Ս. Յակիրի հանրահաշվական սիմուլյատոր. ձեռնարկ դպրոցականների և դիմորդների համար» / Ed. Մերզլյակ Ա.Գ., Պոլոնսկի Վ.Բ., Յակիր Մ.Ս. – M.: Ilexa, 2001 – 320 p.
4. 
   Կրիվոնոգով Վ.Վ. Ոչ ստանդարտ առաջադրանքներ մաթեմատիկայից՝ 5-11 դասարաններ. – Մ.: Հրատարակչություն «Առաջին սեպտեմբերի», 2002 թ. – 224 էջ: ill.

Էջ 1

Թվերը կարելի է բաժանել բազմությունների՝ հզորության աճի հետևյալ հաջորդականությամբ.

1. Բազմություն - պարզ թվերի բազմություն (բացի իրենից բացի պարզ բաժանարարներ չունի):
2. Բազմություն՝ բնական թվերի բազմություն։
3. Բազմություն - ամբողջ թվերի բազմություն (դրանք բնական թվեր են, զրո և բացասական ամբողջ թվեր):
4. Բազմություն - ռացիոնալ թվերի բազմություն (սրանք ամբողջ թվեր են, կամ թվեր, որոնք կարող են ներկայացվել որպես կոտորակ, որոնց համարիչն ու հայտարարը ամբողջ թվեր են։ Տասնորդական նշումռացիոնալը կա՛մ վերջավոր է, կա՛մ ներկայացվող որպես կոտորակ, որում պարտադիր է պարբերական կրկնություն):

5. Բազմություն - իրական թվերի ենթաբազմություն, որը կարող է ներկայացվել որպես ռադիկալներ իրական թվերի դաշտում: Սա ներառում է բոլոր ռացիոնալները (Q), ինչպես նաև որոշ իռացիոնալներ, օրինակ. . Ավելի ստույգ՝ այս բազմության մեջ կան թվեր, որոնք կարող են ներկայացվել նոտագրման ձևով՝ մեծացնելով մինչև աստիճան, որտեղ հզորությունը կլինի ռացիոնալ թիվ, իսկ ցանկացած թիվ, որը բարձրացվի մինչև աստիճանի, կլինի ռացիոնալ դրական թիվ։

6. Բազմություն - իրական թվերի ենթաբազմություն, որոնք կարող են ներկայացվել որպես ռադիկալներ բարդ թվերի դաշտում: Սա ներառում է բոլոր ռացիոնալները (Q), ինչպես նաև որոշ իռացիոնալներ, օրինակ, որոնք ի վերջո վավերական կլինեն։ Ավելի ստույգ՝ այս բազմությունում կան թվեր, որոնք կարող են ներկայացվել նոտագրման ձևով՝ մինչև աստիճանի բարձրացում, որտեղ հզորությունը ռացիոնալ թիվ է, իսկ այն թիվը, որը բարձրացվում է մինչև աստիճան, ռացիոնալ է և կարող է լինել բացասական։ .

6-րդ և 5-րդ բազմությունների միջև տարբերությունը: Օրինակ, հավասարման արմատները.
, հավասար են։
Միաժամանակ հայտնի է, որ խորանարդ հավասարումները լուծելի ռադիկալներով. Սա նշանակում է, որ այս նույն արմատները կարող են ներկայացվել թվերով, մաթեմատիկական գործողություններով և հզորություններով նշագրման տեսքով:

Հարց. Ես ենթադրություն ունեմ, որ այս գրառման մասերը կլինեն բարդ թվեր, այսինքն. առանց դրա չես կարող: Արմատներ կլինեն բացասական թվերՊարտադիր։ Ճի՞շտ է արդյոք ենթադրությունը։

Եթե ​​ենթադրությունը ճիշտ է, ապա խորանարդ հավասարումների իրական արմատները միշտ պատկանում են բազմությանը, բայց կարող են չպատկանել բազմությանը։ Բայց քառակուսի հավասարման արմատները միշտ պատկանում են ցածր հզորության բազմությանը:

Հարց. Արդյո՞ք որպես ռացիոնալ թիվ ներկայացված փաստարկի սինուսը (աստիճաններով) միշտ պատկանում է բազմությանը (կամ զույգին), այսինքն. կարո՞ղ է դա միշտ արտահայտվել ռադիկալներով:

Բայց եկեք անցնենք թվերի էլ ավելի հզոր շարքին: 5-րդ աստիճանի հավասարման իրական արմատները միշտ չեն կարող արտահայտվել ռադիկալներով, այսինքն. նրանք կարող են նույնիսկ չընդգրկվել, բայց կա մի շարք, որտեղ դրանք ներառված են.

7. Շատ - շատ հանրահաշվական թվեր, (իրական թվերի ենթաբազմություն) . Այս հավաքածուն ներառում է բոլոր հնարավոր հանրահաշվական հավասարումների բոլոր հնարավոր իրական արմատները, ցանկացած աստիճանի և ցանկացած ռացիոնալ գործակիցներով:

Ի՞նչ ավելի հզոր բազմություններ, քան համարվում են մաթեմատիկայում (չհաշված ամենալայն բազմությունները՝ իրական և բարդ): Ավելի հզորների չեմ հանդիպել, սովորաբար, եթե թիվը մեջը չի մտնում, այն ուղղակի տրանսցենդենտալ են ասում։ Եվ ես կներկայացնեմ ևս մեկ հավաքածու.

8. Բազմություն - թվերի մի շարք, որոնք կարող են լինել ցանկացած մաթեմատիկական հավասարման արմատներ (պարտադիր չէ, որ հանրահաշվական), որևէ հայտնի ֆունկցիայով (օրինակ՝ սինուս, զետա ֆունկցիա, ինտեգրալ լոգարիթմ և այլն), որոնք կարող են ընդլայնվել ձևով։ մի շարք կամ մի քանի շարքեր: Այսպիսի համարները անվանենք ՎԵՐԼՈՒԾԱԿԱՆ։ Պարզ ասած, դուք կարող եք նշել վերջնական չափերի նկարագրությունը, այնպես, որ այս նկարագրությունից կարող եք գտնել ցանկացած թվանշան տվյալ թվի տասնորդական կետից հետո՝ ad infinitum:

Մինչ այժմ դիտարկված բոլոր բազմությունները հետևյալի ենթաբազմություններ էին, այսինքն. ենթաբազմություն և այլն: - ենթաբազմություն. Հաջորդ հավաքածուն առանձին է (դրա մեջ ներառված չէ), բայց ամենահզորը։

9. Կոմպլեկտ - քաոսային թվերի հավաքածու: (քաոսային է իմ սահմանումը): Սա բոլոր իրական թվերի բազմությունն է, որոնք ներառված չեն . Եթե ​​թիվը ներառված է , ապա այս թիվը չի կարող ներկայացվել վերջավոր չափերի մաթեմատիկական նկարագրություններով (անկախ՝ շարքեր, կամ ֆունկցիաներ և այլն), այսինքն. Եթե ​​մենք տալիս ենք վերջավոր չափերի նկարագրությունը, ապա մենք չենք կարողանա օգտագործել այս նկարագրությունը տվյալ թվի տասնորդական կետից հետո որևէ թվանշան գտնելու համար՝ ad infinitum:

10. Կոմպլեկտ - ԲՈԼՈՐ իրական թվերի բազմություն։ Սա տարանջատված բազմությունների միությունն է և . Ավելին, բազմության մեջ բազմությունը զրո չափ ունի: Նրանք. իրական թվերի բազմության մեջ թվերի մեծամասնությունը քաոսային է, իսկ փոքրամասնությունը՝ վերլուծական։

11. Բազմություն - բոլոր կոմպլեքս թվերի բազմությունը: Կարելի էր այն բաժանել նմանատիպ ենթաբազմությունների (հանրահաշվական բարդ, վերլուծական, քաոսային և այլն), բայց կարծում եմ, որ դա անհրաժեշտ չէ։

Ճի՞շտ է արդյոք իմ դասակարգումը: Ի՞նչ այլ բազմություններ ունեն մաթեմատիկոսները, որոնք տրանսցենդենտալ թվերի ենթաբազմություններ են, բայց հանրահաշվական թվեր չեն:

Քառակուսային հավասարման արմատների բանաձևեր. Դիտարկվում են իրական, բազմակի և բարդ արմատների դեպքերը։ Քառակուսային եռանկյունի ֆակտորինգ: Երկրաչափական մեկնաբանություն. Արմատների և ֆակտորինգի որոշման օրինակներ.

Բովանդակություն

Տես նաեւ: Առցանց քառակուսի հավասարումների լուծում

Հիմնական բանաձևեր

Դիտարկենք քառակուսի հավասարումը.
(1) .
Քառակուսային հավասարման արմատները(1) որոշվում են բանաձևերով.
; .
Այս բանաձևերը կարելի է համատեղել այսպես.
.
Երբ հայտնի են քառակուսի հավասարման արմատները, ապա երկրորդ աստիճանի բազմանդամը կարող է ներկայացվել որպես գործոնների արտադրյալ (գործոնային).
.

Հաջորդը մենք ենթադրում ենք, որ իրական թվեր են:
Եկեք դիտարկենք քառակուսի հավասարման տարբերակիչ:
.
Եթե ​​տարբերակիչը դրական է, ապա քառակուսի հավասարումը (1) ունի երկու տարբեր իրական արմատներ.
; .
Այնուհետև քառակուսի եռանդամի ֆակտորիզացիան ունի ձև.
.
Եթե ​​դիսկրիմինանտը հավասար է զրոյի, ապա քառակուսի հավասարումը (1) ունի երկու բազմակի (հավասար) իրական արմատ.
.
Factorization:
.
Եթե ​​դիսկրիմինանտը բացասական է, ապա քառակուսի հավասարումը (1) ունի երկու բարդ խոնարհված արմատ.
;
.
Ահա երևակայական միավորը, ;
և արմատների իրական և երևակայական մասերն են.
; .
Հետո

.

Գրաֆիկական մեկնաբանություն

Եթե ​​դուք գծագրեք ֆունկցիան
,
որը պարաբոլա է, ապա առանցքի հետ գրաֆիկի հատման կետերը կլինեն հավասարման արմատները.
.
Երբ , գրաֆիկը հատում է x առանցքը (առանցքը) երկու կետով ():
Երբ , գրաֆիկը դիպչում է x առանցքին մեկ կետում ():
Երբ , գրաֆիկը չի հատում x առանցքը ():

Քառակուսային հավասարման հետ կապված օգտակար բանաձևեր

(f.1) ;
(f.2) ;
(f.3) .

Քառակուսային հավասարման արմատների բանաձևի ստացում

Մենք կատարում ենք փոխակերպումներ և կիրառում ենք (f.1) և (f.3) բանաձևերը.




,
Որտեղ
; .

Այսպիսով, մենք ստացանք երկրորդ աստիճանի բազմանդամի բանաձևը հետևյալ ձևով.
.
Սա ցույց է տալիս, որ հավասարումը

կատարվել է
Եվ .
Այսինքն, և են քառակուսի հավասարման արմատները
.

Քառակուսային հավասարման արմատները որոշելու օրինակներ

Օրինակ 1

(1.1) .

.
Համեմատելով մեր հավասարման հետ (1.1) մենք գտնում ենք գործակիցների արժեքները.
.
Մենք գտնում ենք տարբերակիչ.
.
Քանի որ դիսկրիմինանտը դրական է, ապա հավասարումն ունի երկու իրական արմատ.
;
;
.

Այստեղից մենք ստանում ենք քառակուսի եռանդամի գործոնացումը.

.

y = ֆունկցիայի գրաֆիկը 2 x 2 + 7 x + 3հատում է x առանցքը երկու կետով:

Եկեք գծենք ֆունկցիան
.
Այս ֆունկցիայի գրաֆիկը պարաբոլա է։ Այն հատում է աբսցիսայի առանցքը (առանցքը) երկու կետով.
Եվ .
Այս կետերը սկզբնական հավասարման (1.1) արմատներն են։

;
;
.

Օրինակ 2

Գտեք քառակուսի հավասարման արմատները.
(2.1) .

Գրենք քառակուսի հավասարումը ընդհանուր ձևով.
.
Համեմատելով սկզբնական հավասարման հետ (2.1) մենք գտնում ենք գործակիցների արժեքները.
.
Մենք գտնում ենք տարբերակիչ.
.
Քանի որ դիսկրիմինանտը զրո է, հավասարումը ունի երկու բազմակի (հավասար) արմատ.
;
.

Այնուհետև եռանդամի ֆակտորիզացիան ունի ձև.
.

y = x ֆունկցիայի գրաֆիկը 2 - 4 x + 4դիպչում է x առանցքին մի կետում:

Եկեք գծենք ֆունկցիան
.
Այս ֆունկցիայի գրաֆիկը պարաբոլա է։ Այն դիպչում է x-առանցքին (առանցքին) մի կետում.
.
Այս կետը սկզբնական հավասարման արմատն է (2.1): Քանի որ այս արմատը գործոնավորվում է երկու անգամ.
,
ապա այդպիսի արմատը սովորաբար կոչվում է բազմապատիկ։ Այսինքն, նրանք կարծում են, որ կան երկու հավասար արմատներ.
.

;
.

Օրինակ 3

Գտեք քառակուսի հավասարման արմատները.
(3.1) .

Գրենք քառակուսի հավասարումը ընդհանուր ձևով.
(1) .
Եկեք վերաշարադրենք սկզբնական հավասարումը (3.1).
.
Համեմատելով (1) հետ՝ մենք գտնում ենք գործակիցների արժեքները.
.
Մենք գտնում ենք տարբերակիչ.
.
Խտրականը բացասական է, . Ուստի իրական արմատներ չկան։

Դուք կարող եք գտնել բարդ արմատներ.
;
;
.

Հետո


.

Ֆունկցիայի գրաֆիկը չի հատում x առանցքը։ Իրական արմատներ չկան։

Եկեք գծենք ֆունկցիան
.
Այս ֆունկցիայի գրաֆիկը պարաբոլա է։ Այն չի հատում x առանցքը (առանցքը): Ուստի իրական արմատներ չկան։

Իրական արմատներ չկան։ Բարդ արմատներ.
;
;
.

Տես նաեւ:

Նախագիծը դիտարկում է հանրահաշվական հավասարման արմատները մոտավորապես գտնելու մեթոդ՝ Լոբաչևսկի-Գրեֆֆեի մեթոդը: Աշխատանքի մեջ սահմանվում են մեթոդի գաղափարը, դրա հաշվողական սխեման, և գտնվել են մեթոդի կիրառելիության պայմանները: Ներկայացված է Լոբաչևսկի-Գրեֆի մեթոդի իրականացումը:

1 ՏԵՍԱԿԱՆ ՄԱՍ 6

1.1 Խնդրի ձևակերպում 6

1.2 Հանրահաշվական հավասարումներ 7

1.2.1 Հիմնական հասկացություններ հանրահաշվական հավասարման մասին 7

1.2.2 Հանրահաշվական հավասարման արմատները 7

1.2.3 9 բազմանդամի իրական արմատների թիվը

1.3 Լոբաչևսկի-Գրեֆի մեթոդ հանրահաշվական հավասարումների մոտավոր լուծման համար 11

1.3.1 Մեթոդի գաղափար 11

1.3.2 Արմատների քառակուսի 13

2.1 Առաջադրանք 1 16

2.2 Առաջադրանք 2 18

2.4 Ստացված արդյունքների վերլուծություն 20

ԱՂԲՅՈՒՐՆԵՐԻ ՑԱՆԿ 23

ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ

Այսօրվա հաշվողական տեխնոլոգիան հզոր գործիքներ է տալիս իրականում հաշվելու աշխատանքը կատարելու համար: Դրա շնորհիվ շատ դեպքերում հնարավոր է դարձել հրաժարվել կիրառական հարցերի մոտավոր մեկնաբանությունից և անցնել խնդիրների ճշգրիտ ձևակերպմամբ լուծելուն։ Ժամանակակից համակարգչային տեխնիկայի ողջամիտ օգտագործումն անհնար է պատկերացնել առանց մոտավոր և թվային վերլուծության մեթոդների հմուտ կիրառման։

Թվային մեթոդներն ուղղված են գործնականում ծագած խնդիրների լուծմանը: Թվային մեթոդների կիրառմամբ խնդրի լուծումը հանգում է թվերի վրա թվաբանական և տրամաբանական գործողություններին, ինչը պահանջում է համակարգչային տեխնոլոգիաների օգտագործում, օրինակ՝ անհատական ​​համակարգիչների համար ժամանակակից գրասենյակային ծրագրերի աղյուսակային պրոցեսորներ:

«Թվային մեթոդներ» առարկայի նպատակն է գտնել կոնկրետ խնդրի լուծման ամենաարդյունավետ մեթոդը:

Հանրահաշվական հավասարումների լուծումը կիրառական վերլուծության էական խնդիրներից է, որի անհրաժեշտությունն առաջանում է ֆիզիկայի, մեխանիկայի, տեխնիկայի և բնական գիտության բազմաթիվ և բազմազան բաժիններում՝ բառի լայն իմաստով:

Դասընթացի այս նախագիծը նվիրված է հանրահաշվական հավասարումների լուծման մեթոդներից մեկին` Լոբաչևսկի-Գրեֆեի մեթոդին:

Այս աշխատանքի նպատակն է դիտարկել Լոբաչևսկի-Գրեֆեի մեթոդի գաղափարը հանրահաշվական խնդիրների լուծման համար և ապահովել MS Office Excel-ի միջոցով իրական արմատներ գտնելու հաշվողական սխեմա: Նախագիծը քննում է Լոբաչևսկի-Գրեֆեի մեթոդով հանրահաշվական հավասարումների արմատները գտնելու հետ կապված հիմնական տեսական խնդիրները:Այս աշխատանքի գործնական մասը ներկայացնում է հանրահաշվական հավասարումների լուծումներ Լոբաչևսկի-Գրեֆեի մեթոդով:

1 ՏԵՍԱԿԱՆ ՄԱՍ

1.1 Խնդրի հայտարարություն

Տրվեն x տարրերի X բազմություն և y տարրերով Y բազմություն: Ենթադրենք նաև, որ X բազմության վրա սահմանված է օպերատոր, որը X-ից յուրաքանչյուր x տարրին վերագրում է y տարր Y-ից: Վերցրեք որոշ տարր:
եւ մեր առջեւ նպատակ դրեցինք գտնել նման տարրեր
, ինչի համար պատկեր է։

Այս խնդիրը համարժեք է հավասարման լուծմանը

(1.1)

Դրա համար կարող են առաջադրվել հետևյալ խնդիրները.

1. 
   Հավասարման լուծման գոյության պայմանները.
2. 
   Հավասարման լուծման եզակիության պայման.
3. 
   Լուծման ալգորիթմ, որից հետո հնարավոր կլինի, կախված նպատակից և պայմաններից, գտնել (1.1) հավասարման ճշգրիտ կամ մոտավորապես բոլոր լուծումները, կամ նախապես նշված որևէ լուծում, կամ գոյություն ունեցողներից որևէ մեկը:

Այնուհետև մենք կդիտարկենք այն հավասարումները, որոնցում x-ը և y-ը թվային մեծություններ կլինեն, X-ը և Y-ը կլինեն իրենց արժեքների բազմությունները, իսկ օպերատորը.
ինչ-որ գործառույթ կլինի: Այս դեպքում (1.1) հավասարումը կարելի է գրել ձևով

(1.2)

Թվային մեթոդների տեսության մեջ մարդը ձգտում է կառուցել հաշվողական գործընթաց, որի օգնությամբ կարելի է գտնել (1.2) հավասարման լուծումը կանխորոշված ​​ճշգրտությամբ։ Հատկապես մեծ նշանակությունունեն կոնվերգենտ գործընթացներ, որոնք հնարավորություն են տալիս հավասարումը լուծել ցանկացած, որքան էլ փոքր սխալով:

Մեր խնդիրն է գտնել, ընդհանուր առմամբ, մոտավորապես, տարրը . Այդ նպատակով մշակվում է ալգորիթմ, որն արտադրում է մոտավոր լուծումների հաջորդականություն

, և այնպես, որ կապը պահպանվի

1.2 Հանրահաշվական հավասարումներ

1.2.1 Հիմնական հասկացություններ հանրահաշվական հավասարումների մասին

Դիտարկենք հանրահաշվականը n-րդ հավասարումըաստիճաններ

որտեղ են գործակիցները
իրական թվեր են, և
.

Թեորեմ 1.1 (հանրահաշվի հիմնարար թեորեմ): n-րդ աստիճանի հանրահաշվական հավասարումը (1.3) ունի ուղիղ n արմատ՝ իրական և բարդ, պայմանով, որ յուրաքանչյուր արմատը հաշվվի այնքան, որքան նրա բազմապատիկը:

Այս դեպքում ասում են, որ (1.3) հավասարման արմատն ունի s եթե
,
.

(1.3) հավասարման բարդ արմատներն ունեն զույգ խոնարհության հատկություն։

Թեորեմ 1.2. Եթե ​​հանրահաշվական հավասարման (1.3) գործակիցները իրական են, ապա այս հավասարման բարդ արմատները զույգ-զույգ բարդ խոնարհված են, այսինքն. Եթե
(
իրական թվեր են) (1.3) հավասարման արմատն է, բազմակի s, ապա թիվը.
նույնպես այս հավասարման արմատն է և ունի նույն բազմապատկությունը s.

Հետևանք. Իրական գործակիցներով կենտ աստիճանի հանրահաշվական հավասարումն ունի առնվազն մեկ իրական արմատ:

1.2.2 Հանրահաշվական հավասարման արմատները

Եթե
(1.3) հավասարման արմատներն են, ապա ձախ կողմն ունի հետևյալ ընդլայնումը.
. (1.6)
Բազմապատկելով (1.6) բանաձևի երկանդամները և հավասարեցնելով (1.6) հավասարության ձախ և աջ կողմերում x-ի նույն ուժերով գործակիցները, մենք ստանում ենք հանրահաշվական (1.3) հավասարման արմատների և գործակիցների հարաբերությունները.

(1.7)
Եթե ​​հաշվի առնենք արմատների բազմապատկությունը, ապա ընդլայնումը (1.6) ձև է ստանում
,
Որտեղ
– (1) հավասարման տարբեր արմատներ և
– նրանց բազմությունը, և
.

Ածանցյալ
արտահայտվում է հետևյալ կերպ.

որտեղ Q(x)-ն այնպիսի բազմանդամ է, որ

ժամը k=1,2,…,m

Հետևաբար բազմանդամը

ամենամեծն է ընդհանուր բաժանարարբազմանդամ
և դրա ածանցյալը
, և կարելի է գտնել Էվկլիդեսյան ալգորիթմի միջոցով։ Կազմենք քանորդ

,
և ստանում ենք բազմանդամ

իրական հավանականություններով
, A 1 , A 2 ,…, A m , որի արմատները
տարբեր են.

Այսպիսով, բազմակի արմատներով հանրահաշվական հավասարման լուծումը վերածվում է տարբեր արմատներով ավելի ցածր կարգի հանրահաշվական հավասարումների լուծմանը:

1.2.3 Բազմանդամի իրական արմատների թիվը

Ընդհանուր պատկերացում (1.3) հավասարման իրական արմատների քանակի մասին (a,b) միջակայքում տրված է ֆունկցիայի գրաֆիկով.
, որտեղ արմատները
գրաֆիկի Ox առանցքի հետ հատման կետերի աբսցիսներն են։

Եկեք նշենք P(x) բազմանդամի որոշ հատկություններ.

1. 
   Եթե ​​P(a)P(b)
2. 
   Եթե ​​P(a)P(b)>0, ապա (a, b) միջակայքում կա P(x) բազմանդամի զույգ թիվ կամ արմատներ չկան:

Տվյալ միջակայքում հանրահաշվական հավասարման իրական արմատների թվի հարցը լուծվում է Շտուրմի մեթոդով։

Սահմանում. Թող տրվի ոչ զրոյական իրական թվերի դասավորված վերջավոր համակարգ.

,,…,
(1.9)
Նրանք ասում են, որ մի զույգ հարակից տարրերի համար ,
համակարգ (1.9) կա նշանի փոփոխություն, եթե այս տարրերն ունեն հակառակ նշաններ, այսինքն.

,
և նշանի փոփոխություն չկա, եթե նրանց նշանները նույնն են, այսինքն.

.
Սահմանում. Ընդհանուր թիվըհարևան տարրերի բոլոր զույգերի նշանների փոփոխությունները ,
համակարգը (1.9) կոչվում է համակարգում (1.9) նշանների փոփոխությունների թիվը:

Սահմանում. Տրված P(x) բազմանդամի համար Շտուրմի համակարգը բազմանդամների համակարգն է

,
,
,
,…,
,

Որտեղ
, – բազմանդամը բաժանելիս հակառակ նշանով վերցված մնացորդը բազմանդամը բաժանելիս հակառակ նշանով վերցված մնացորդը և այլն։

Դիտողություն 1. Եթե բազմանդամը չունի բազմաթիվ արմատներ, ապա Շտուրմի համակարգի վերջին տարրը ոչ զրոյական իրական թիվ է:

Դիտողություն 2. Շտուրմի համակարգի տարրերը կարելի է հաշվարկել մինչև դրական թվային գործակից:

Նշենք N(c)-ով Շտուրմի համակարգում նշանների փոփոխությունների թիվը x=c-ով, պայմանով, որ այս համակարգի զրոյական տարրերը խաչված են:

Թեորեմ 1.5. (Շտուրմի թեորեմ). Եթե ​​P(x) բազմանդամը չունի բազմաթիվ ձիեր և
,
, ապա նրա իրական արմատների թիվը
ընդմիջման վրա
ճիշտ հավասար է բազմանդամի Շտուրմի համակարգում կորած նշանների փոփոխությունների թվին
-ից տեղափոխվելիս
նախքան
, այսինքն.

.
Եզրակացություն 1. Եթե
, ապա համարը
դրական և թիվ
Բազմանդամի բացասական արմատները համապատասխանաբար հավասար են

,

.
Հետևություն 2. Որպեսզի n աստիճանի P(x) բազմանդամի բոլոր արմատները, որոնք չունեն բազմաթիվ արմատներ, իրական լինեն, անհրաժեշտ է և բավարար, որ պայմանը բավարարվի.
.
Այսպիսով, (1.3) հավասարման մեջ բոլոր արմատները վավեր կլինեն, եթե և միայն եթե.


Օգտագործելով Շտուրմի համակարգը՝ դուք կարող եք առանձնացնել հանրահաշվական հավասարման արմատները՝ բաժանելով (a,b) միջակայքը, որը պարունակում է հավասարման բոլոր իրական արմատները, վերջավոր թվով մասնակի ընդմիջումների։
այնպիսին է, որ

.

1.3 Լոբաչևսկի–Գրեֆի մեթոդ հանրահաշվական հավասարումների մոտավոր լուծման համար

1.3.1 Մեթոդի գաղափարը

Դիտարկենք հանրահաշվական հավասարումը (1.3).

Եկեք այդպես ձևացնենք

, (1.15)
դրանք. արմատները տարբեր են մոդուլով, և յուրաքանչյուր նախորդ արմատի մոդուլը զգալիորեն մեծ է հաջորդի մոդուլից։ Այլ կերպ ասած, ենթադրենք, որ ցանկացած երկու հարևան արմատների հարաբերակցությունը, նրանց թվերի նվազման կարգով հաշված, բացարձակ արժեքով փոքր մեծություն է.

, (1.16)

Որտեղ
Եվ - փոքր արժեք: Նման արմատները կոչվում են առանձնացված:

(1.17)
Որտեղ , ,…, – մեծություններ, որոնք բացարձակ արժեքով փոքր են միասնության համեմատ: (1.17) համակարգում քանակների անտեսում
, կունենանք մոտավոր հարաբերություններ

(1.18)
Որտե՞ղ ենք մենք արմատներ գտնում:

(1.19)
Արմատների ճշգրտությունը հավասարումների համակարգում (1.20) կախված է նրանից, թե որքան փոքր են բացարձակ արժեքով մեծությունները. հարաբերություններում (1.16)

Արմատների բաժանման հասնելու համար, հիմնվելով (1.3) հավասարման վրա, նրանք կազմում են փոխակերպված հավասարումը.

, (1.20)
որոնց արմատները , ,…, են m-e աստիճաններարմատները , ,…, հավասարումը (1.3).

Եթե ​​(1.3) հավասարման բոլոր արմատները տարբեր են, և դրանց մոդուլները բավարարում են (1.17) պայմանը, ապա բավական մեծ m-ի համար (1.20) հավասարման , ,..., արմատները կառանձնացվեն, քանի որ.

ժամը
.
Ակնհայտ է, որ բավական է կառուցել ալգորիթմ հավասարումը գտնելու համար, որի արմատները կլինեն արմատների քառակուսիները. տրված հավասարումը. Այնուհետև հնարավոր կլինի ստանալ հավասարում, որի արմատները հավասար կլինեն հզորության սկզբնական հավասարման արմատներին.
.

1.3.2 Արմատների քառակուսի

Բազմանդամը (1.3) գրում ենք հետևյալ ձևով

Եվ բազմապատկեք այն ձևի բազմանդամով

Հետո մենք ստանում ենք

Կատարելով փոխարինում
և բազմապատկելով
, Կունենա
. (1.21)
(1.21) բազմանդամի արմատները կապված են (1.3) բազմանդամի արմատների հետ հետևյալ հարաբերությամբ.

.
Հետևաբար, մեզ հետաքրքրող հավասարումը հետևյալն է
,
որի գործակիցները հաշվարկվում են բանաձևով (1.22)


, (1.22)
որտեղ ենթադրվում է, որ
ժամը
.

Արմատները (1.3) բազմանդամի վրա քառակուսի դարձնելու գործընթացը հաջորդաբար k անգամ կիրառելով, մենք ստանում ենք բազմանդամը.

, (1.23)
որի մեջ
,
և այլն։

Բավական մեծ k-ի դեպքում հնարավոր է ապահովել, որ (1.23) հավասարման արմատները բավարարում են համակարգը

(1.24)
Որոշենք k թիվը, որի համար (1.24) համակարգը բավարարված է տվյալ ճշտությամբ։

Ենթադրենք, որ պահանջվող k-ն արդեն ձեռք է բերվել, և հավասարությունները (1.24) բավարարվում են ընդունված ճշտությամբ։ Եկեք ևս մեկ փոխակերպում կատարենք և գտնենք բազմանդամը

,
որի համար գործում է նաև համակարգը (1.24):
.

Քանի որ բանաձևի ուժով (1.22)

, (1.25)
այնուհետև (1.25) փոխարինելով (1.24) համակարգով, մենք ստանում ենք, որ գործակիցների բացարձակ արժեքները.
պետք է հավասար լինի գործակիցների քառակուսիների ընդունված ճշտությանը
. Այս հավասարումների կատարումը ցույց կտա, որ k-ի պահանջվող արժեքն արդեն իսկ ձեռք է բերվել k-րդ քայլում:

Այսպիսով, (1.3) հավասարման արմատների քառակուսումը պետք է դադարեցվի, եթե ընդունված ճշգրտությամբ (1.24) բանաձևի աջ կողմում պահպանվեն միայն քառակուսի գործակիցները, իսկ արտադրյալների կրկնապատկված գումարը ցածր է ճշտության սահմանից:

Այնուհետև հավասարման իրական արմատները առանձնացվում են և դրանց մոդուլները գտնվում են բանաձևով

(1.26)
Արմատի նշանը կարելի է որոշել կոպիտ գնահատականով՝ փոխարինելով արժեքները Եվ
հավասարման մեջ (1.3):

2 ԳՈՐԾՆԱԿԱՆ ՄԱՍ

2.1 Առաջադրանք 1

. (2.1)
Նախ, եկեք սահմանենք իրական և բարդ արմատների թիվը (2.1) հավասարման մեջ: Դա անելու համար մենք կօգտագործենք Շտուրմի թեորեմը։

Շտուրմ համակարգը (2.1) հավասարման համար կունենա հետևյալ ձևը.

Որտեղի՞ց ենք այն ստանում:
Աղյուսակ 2.1.

Բազմանդամ	Կետերը իրական առանցքի վրա
	+	+
	–	+
	–	–
	–	+
	–	–
Նշանի փոփոխությունների քանակը	1	3

Այսպիսով, մենք գտնում ենք, որ (2.1) հավասարման մեջ իրական արմատների թիվը հավասար է
,
դրանք. հավասարումը (2.1) պարունակում է 2 իրական և երկու բարդ արմատ:

Հավասարման արմատները գտնելու համար մենք օգտագործում ենք Լոբաչևսկի-Գրեֆի մեթոդը բարդ խոնարհված արմատների համար:

Եկեք քառակուսի դարձնենք հավասարման արմատները: Գործակիցները հաշվարկվել են հետևյալ բանաձևով

, (2.2)
Որտեղ

, (2.3)
Ա
համարվում է հավասար 0-ի, երբ
.

Ութ նշանակալի թվերով հաշվարկների արդյունքները բերված են Աղյուսակ 2.2-ում

Աղյուսակ 2.2.

ես	0	1	2	3	4
	0	-3.8000000E+01	3.5400000E+02	3.8760000E+03	0
	1	4.3000000E+01	7.1500000E+02	4.8370000E+03	1.0404000E+04
	0	-1.4300000E+03	-3.9517400E+05	-1.4877720E+07	0
	1	4.1900000E+02	1.1605100E+05	8.5188490E+06	1.0824322E+08
	0	-2.3210200E+05	-6.9223090E+09	-2.5123467E+13	0
	1	-5.6541000E+04	6.5455256E+09	4.7447321E+13	1.1716594E+16
	0	-1.3091051E+10	5.3888712E+18	-1.5338253E+26	0
	1	-9.8941665E+09	4.8232776E+19	2.0978658E+27	1.3727857E+32
	0	-9.6465552E+19	4.1513541E+37	-1.3242653E+52	0
	1	1.4289776E+18	2.3679142E+39	4.3877982E+54	1.8845406E+64
	0	-4.7358285E+39	-1.2540130E+73	-8.9248610+103	0
	1	-4.7337865E+39	5.6070053E+78	1.9252683+109	3.5514932+128
	0	-1.1214011E+79	1.8227619+149	-3.9826483+207	0
	1	1.1194724E+79	3.1438509+157	3.7066582+218	1.2613104+257

Ինչպես երևում է աղյուսակ 2.2-ից 7-րդ քայլում արմատները , (հաշվելով մոդուլների նվազման կարգով) կարելի է առանձնացված համարել։ Մենք գտնում ենք արմատների մոդուլները՝ օգտագործելով (1.27) բանաձևը և որոշում դրանց նշանը՝ օգտագործելով կոպիտ գնահատական.

Քանի որ փոխարկված գործակիցը ժամը փոխում է նշանը, ապա այս հավասարումն ունի բարդ արմատներ, որոնք որոշվում են (1.31) հավասարումից՝ օգտագործելով (1.29) և (1.30) բանաձևերը.

ես.

2.2 Առաջադրանք 2

Օգտագործելով Լոբաչևսկի-Գրեֆի մեթոդը, լուծեք հավասարումը.
. (2.4)
Սկսելու համար, օգտագործելով Շտուրմի թեորեմը, մենք որոշում ենք իրական և բարդ արմատների թիվը (2.2) հավասարման մեջ:

Այս հավասարման համար Շտուրմի համակարգը ունի ձև

Որտեղի՞ց ենք այն ստանում:

Աղյուսակ 2.3.

Բազմանդամ	Կետերը իրական առանցքի վրա
	+	+
	–	+
	+	+
	–	+
	–	–
Նշանի փոփոխությունների քանակը	3	1

Այսպիսով, մենք գտնում ենք, որ (2.2) հավասարման մեջ իրական արմատների թիվը հավասար է

,
դրանք. հավասարումը (2.2) պարունակում է 2 իրական և երկու բարդ արմատ:

Հավասարման արմատները մոտավորապես գտնելու համար մենք կօգտագործենք Լոբաչևսկի-Գրեֆի մեթոդը բարդ խոնարհված արմատների համար:

Եկեք քառակուսի դարձնենք հավասարման արմատները: Գործակիցները կհաշվենք (2.2) և (2.3) բանաձևերով։

Ութ նշանակալի թվերով հաշվարկների արդյունքները բերված են Աղյուսակ 2.4-ում

Աղյուսակ 2.4.
-1.8886934E+24 4.6649263E+47 i.
Արմատների հարաբերական սխալը, որը հաշվարկվում է բանաձևով (1.28) հավասար է
,

.

2.4 Ստացված արդյունքների վերլուծություն

(2.1) և (2.4) հավասարումները լուծելիս ստացված հավասարումներից կարելի է դատել Լոբաչևսկի–Գրեֆեի մեթոդի հետևյալ հատկանիշները.

Օգտագործելով դիտարկվող մեթոդը, դուք կարող եք գտնել բազմանդամի բոլոր արմատները բավականին բարձր ճշգրտությամբ, փոքր թվով կրկնություններով:

Ստացված արմատների սխալի մեծությունը մեծապես կախված է սկզբնական բազմանդամում արմատների տարանջատումից, օրինակ, (2.1) հավասարման մեջ տարբեր մոդուլների արմատների միջև նվազագույն տարբերությունը հավասար է.
Եվ
(2.4) հավասարման մեջ, որը հանգեցնում է տարբեր կարգի սխալների (համապատասխանաբար 4.52958089E–11 և 4.22229789E–06) նույն քանակի կրկնությունների համար։

Այսպիսով, Լոբաչևսկի-Գրեֆեի մեթոդը լավ ճշգրտություն է տալիս առանձնացված արմատների համար և զգալիորեն կորցնում է բազմաթիվ կամ նմանատիպ արմատների համար:

ԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆ

Լոբաչևսկի-Գրեֆի մեթոդը, որը դիտարկվել է այս նախագծում, ունի պարզ հաշվարկման սխեման և թույլ է տալիս Excel-ի միջոցով մեծ ճշգրտությամբ գտնել հանրահաշվական հավասարման բոլոր արմատների մոդուլը,

Լոբաչևսկի-Գրեֆի մեթոդը ամենաշատերից մեկն է արդյունավետ մեթոդներհաշվարկներ, որոնք փոքր թվով կրկնումներով արդյունքներ են տալիս բավականին լավ ճշգրտությամբ, ուստի գործնականում այս մեթոդի կիրառման շրջանակը շատ լայն է: Մեթոդը կարող է օգտագործվել քիմիական և ֆիզիկական գործընթացների մաթեմատիկական մոդելների կառուցման և օպտիմալացման մեթոդների մեջ:

ՀՂՈՒՄՆԵՐԻ ՑԱՆԿ

1. Վ.Պ. Դեմիդովիչ, Ի.Ա. Շագանակագույն. Հաշվողական մաթեմատիկայի հիմունքներ – Մ.: Nauka, 1966.–664 p.

2. Վ.Լ. Զագուսկին. Ձեռնարկ հանրահաշվական և տրանսցենդենտալ հավասարումների լուծման թվային մեթոդների վերաբերյալ – Մ.: Ֆիզիկական և մաթեմատիկական գրականության պետական ​​հրատարակչություն, 1960.–216 pp.

3. Վ.Ի. Կռիլով, Վ.Վ. Բոբկով, Պ.Ի. Վանական. Բարձրագույն մաթեմատիկայի հաշվողական մեթոդներ – Մինսկ: Բարձրագույն դպրոց, 1972, հատոր 1.–584 էջ.

4. Ա.Գ. Կուրոշ. Բարձրագույն հանրահաշվի դասընթաց – Մ.: Նաուկա, 1971, – 432 էջ.

5. Յու.Ի. Ռիժիկով. Fortran ծրագրավորման PowerStation ինժեներների համար: Գործնական ուղեցույց – Սանկտ Պետերբուրգ: CORONA տպագիր, 1999. – 160 p.

ես	0	1	2	3	4
	0	-9.2000000E+00	-3.3300000E+01	1.3800000E+02	0

և այլն: կրում է հանրակրթական բնույթ և մեծ նշանակություն ունի բարձրագույն մաթեմատիկայի ԱՄԲՈՂՋ կուրսը ուսումնասիրելու համար։ Այսօր մենք կկրկնենք «դպրոցական» հավասարումները, բայց ոչ միայն «դպրոցական», այլ նրանք, որոնք հանդիպում են ամենուր տարբեր առաջադրանքներվիշմատ. Ինչպես միշտ, պատմությունը կպատմվի կիրառական եղանակով, այսինքն. Ես չեմ կենտրոնանա սահմանումների և դասակարգումների վրա, բայց կկիսվեմ ձեզ հետ ճշգրիտ անձնական փորձլուծումներ։ Տեղեկատվությունը նախատեսված է հիմնականում սկսնակների համար, բայց ավելի առաջադեմ ընթերցողները նույնպես կգտնեն շատ հետաքրքիր կետեր իրենց համար: Եվ իհարկե կլինի նոր նյութ, անցնելով այն կողմ ավագ դպրոց.

Այսպիսով, հավասարումը…. Շատերը սարսուռով են հիշում այս բառը. Ի՞նչ արժեն արմատներով «բարդ» հավասարումները... ...մոռացե՛ք դրանց մասին: Որովհետև այդ դեպքում դուք կհանդիպեք այս տեսակի ամենաանվնաս «ներկայացուցիչներին»։ Կամ ձանձրալի եռանկյունաչափական հավասարումներլուծման տասնյակ մեթոդներով։ Անկեղծ ասած, ես ինքս այնքան էլ չէի սիրում դրանք… Խուճապի մի մատնվեք! – ապա ձեզ հիմնականում սպասում են «դանդելիոններ»՝ 1-2 քայլով ակնհայտ լուծումով: Չնայած «կռատուկն» անկասկած կպչում է, այստեղ պետք է օբյեկտիվ լինել:

Տարօրինակ կերպով, բարձրագույն մաթեմատիկայի մեջ շատ ավելի տարածված է գործ ունենալ շատ պարզունակ հավասարումների հետ, ինչպիսիք են. գծայինհավասարումներ

Ի՞նչ է նշանակում լուծել այս հավասարումը: Սա նշանակում է գտնել «x»-ի այնպիսի արժեք (արմատ), որն այն վերածում է իսկական հավասարության: Եկեք «երեքը» նետենք դեպի աջ՝ նշանի փոփոխությամբ.

և «երկուսը» գցեք աջ կողմում (կամ, նույնը, բազմապատկեք երկու կողմերը) :

Ստուգելու համար եկեք փոխարինենք շահած գավաթը սկզբնական հավասարման մեջ.

Ստացվում է ճիշտ հավասարություն, ինչը նշանակում է, որ հայտնաբերված արժեքը իսկապես այս հավասարման արմատն է։ Կամ, ինչպես ասում են նաև, բավարարում է այս հավասարումը։

Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ արմատը կարող է գրվել նաև ձևով տասնորդական:
Եվ փորձեք չհավատալ այս վատ ոճին: Պատճառը մեկ անգամ չէ, որ կրկնել եմ, մասնավորապես, հենց առաջին դասին բարձրագույն հանրահաշիվ.

Ի դեպ, հավասարումը կարելի է լուծել նաև «արաբերենով».

Եվ ամենահետաքրքիրն այն է, որ այս ձայնագրությունը լիովին օրինական է: Բայց եթե դուք ուսուցիչ չեք, ապա ավելի լավ է դա չանեք, քանի որ ինքնատիպությունն այստեղ պատժելի է =)

Իսկ հիմա մի փոքր մասին

լուծման գրաֆիկական մեթոդ

Հավասարումն ունի ձև և դրա արմատը «X» կոորդինատ հատման կետեր գծային ֆունկցիայի գրաֆիկգծային ֆունկցիայի գրաֆիկով (x առանցք):

Թվում է, թե օրինակն այնքան տարրական է, որ այստեղ այլևս վերլուծելու բան չկա, բայց դրանից կարելի է «քամել» ևս մեկ անսպասելի նրբերանգ. եկեք նույն հավասարումը ձևով ներկայացնենք և կառուցենք ֆունկցիաների գրաֆիկները.

Որտեղ, խնդրում եմ մի շփոթեք երկու հասկացություններըհավասարումը հավասարում է, և ֆունկցիան- սա գործառույթ է: Գործառույթներ միայն օգնությունգտնել հավասարման արմատները. Որոնցից կարող են լինել երկու, երեք, չորս կամ նույնիսկ անսահման շատ: Այս առումով ամենամոտ օրինակը հայտնին է քառակուսի հավասարում, լուծման ալգորիթմը, որի համար ստացել է առանձին պարբերություն «տաք» դպրոցական բանաձեւեր. Եվ սա պատահական չէ! Եթե ​​դուք կարող եք լուծել քառակուսի հավասարում և գիտեք Պյութագորասի թեորեմ, ապա, կարելի է ասել, «բարձրագույն մաթեմատիկայի կեսն արդեն գրպանում է» =) Չափազանցված, իհարկե, բայց ոչ այնքան հեռու ճշմարտությունից:

Հետևաբար, եկեք չծուլանանք և լուծենք մի քանի քառակուսի հավասարումներ՝ օգտագործելով ստանդարտ ալգորիթմ:

, ինչը նշանակում է, որ հավասարումը ունի երկու տարբեր վավերարմատ:

Հեշտ է ստուգել, ​​որ երկու հայտնաբերված արժեքներն էլ իրականում բավարարում են այս հավասարումը.

Ի՞նչ անել, եթե հանկարծ մոռացել եք լուծման ալգորիթմը, և ձեռքի տակ չկան միջոցներ/օգնողներ: Այս իրավիճակը կարող է առաջանալ, օրինակ, թեստի կամ քննության ժամանակ: Մենք օգտագործում ենք գրաֆիկական մեթոդ: Եվ երկու ճանապարհ կա՝ կարող ես կետ առ կետ կառուցելպարաբոլա , դրանով իսկ պարզելով, թե որտեղ է այն հատում առանցքը (եթե այն ընդհանրապես անցնում է). Բայց ավելի լավ է ավելի խորամանկ բան անել. պատկերացրեք հավասարումը ձևով, ավելի շատ գրաֆիկներ նկարեք պարզ գործառույթներ- Եվ «X» կոորդինատներընրանց հատման կետերը հստակ տեսանելի են:


Եթե ​​պարզվում է, որ ուղիղ գիծը դիպչում է պարաբոլային, ապա հավասարումն ունի երկու համապատասխանող (բազմակի) արմատ։ Եթե ​​պարզվի, որ ուղիղ գիծը չի հատում պարաբոլան, ապա իրական արմատներ չկան։

Դա անելու համար, իհարկե, դուք պետք է կարողանաք կառուցել տարրական ֆունկցիաների գրաֆիկներ, բայց մյուս կողմից, նույնիսկ դպրոցականը կարող է կատարել այդ հմտությունները։

Եվ կրկին - հավասարումը հավասարում է, և ֆունկցիաները , գործառույթներ են, որոնք միայն օգնեցլուծել հավասարումը!

Եվ այստեղ, ի դեպ, տեղին կլինի հիշել ևս մեկ բան. եթե հավասարման բոլոր գործակիցները բազմապատկվեն ոչ զրոյական թվով, ապա դրա արմատները չեն փոխվի..

Այսպիսով, օրինակ, հավասարումը ունի նույն արմատները. Որպես պարզ «ապացույց», ես փակագծերից կհանեմ հաստատունը.
և ես այն կհեռացնեմ առանց ցավի (Երկու մասերը կբաժանեմ «մինուս երկու»-ով):

ԲԱՅՑԵթե ​​դիտարկենք ֆունկցիան , ապա դուք չեք կարող ազատվել այստեղ մշտականից: Բազմապատկիչը փակագծերից թույլատրելի է հանել միայն. .

Շատերը թերագնահատում են գրաֆիկական լուծման մեթոդը՝ այն համարելով «անարժանապատիվ» մի բան, իսկ ոմանք նույնիսկ ամբողջովին մոռանում են այս հնարավորության մասին։ Եվ սա սկզբունքորեն սխալ է, քանի որ գրաֆիկների գծագրումը երբեմն պարզապես փրկում է իրավիճակը:

Մեկ այլ օրինակ. ենթադրենք, որ դուք չեք հիշում ամենապարզ եռանկյունաչափական հավասարման արմատները. Ընդհանուր բանաձևը կա դպրոցական դասագրքերում, տարրական մաթեմատիկայի բոլոր տեղեկատու գրքերում, բայց դրանք ձեզ հասանելի չեն: Այնուամենայնիվ, հավասարումը լուծելը կրիտիկական է (նույնպես «երկու»): Ելք կա! - Կառուցեք գործառույթների գրաֆիկներ.


որից հետո մենք հանգիստ գրում ենք դրանց հատման կետերի «X» կոորդինատները.

Արմատները անսահման շատ են, և հանրահաշվում ընդունված է դրանց խտացված նշումը.
, Որտեղ ( – ամբողջ թվերի հավաքածու) .

Եվ, առանց «հեռանալու», մի քանի խոսք մեկ փոփոխականով անհավասարությունների լուծման գրաֆիկական մեթոդի մասին։ Սկզբունքը նույնն է. Այսպիսով, օրինակ, անհավասարության լուծումը ցանկացած «x» է, քանի որ Սինուսոիդը գրեթե ամբողջությամբ գտնվում է ուղիղ գծի տակ: Անհավասարության լուծումը ինտերվալների ամբողջությունն է, որոնցում սինուսոիդի կտորները գտնվում են ուղիղ գծից խիստ վերև։ (x առանցք):

կամ, կարճ ասած.

Բայց ահա անհավասարության բազմաթիվ լուծումներ. դատարկ, քանի որ սինուսոիդի ոչ մի կետ ուղիղ գծից վեր չի գտնվում։

Ինչ-որ բան կա՞, որ չես հասկանում: Շտապ ուսումնասիրել դասերը մասին հավաքածուներԵվ ֆունկցիայի գրաֆիկները!

Եկեք տաքանանք.

Վարժություն 1

Գրաֆիկորեն լուծեք հետևյալ եռանկյունաչափական հավասարումները.

Պատասխանները դասի վերջում

Ինչպես տեսնում եք, ճշգրիտ գիտություններ ուսումնասիրելու համար ամենևին էլ անհրաժեշտ չէ բանաձևեր և տեղեկատու գրքեր հավաքել: Ավելին, սա սկզբունքորեն թերի մոտեցում է։

Ինչպես ես արդեն հավաստիացրել եմ ձեզ դասի հենց սկզբում, բարդ եռանկյունաչափական հավասարումները բարձրագույն մաթեմատիկայի ստանդարտ դասընթացում պետք է շատ հազվադեպ լուծվեն: Ամբողջ բարդությունը, որպես կանոն, ավարտվում է նման հավասարումներով, որոնց լուծումը ամենապարզ հավասարումներից բխող արմատների երկու խումբ է և . Շատ մի անհանգստացեք վերջինիս լուծման համար. փնտրեք գրքում կամ գտեք այն ինտերնետում =)

Գրաֆիկական լուծման մեթոդը կարող է օգնել նաև ավելի քիչ չնչին դեպքերում: Դիտարկենք, օրինակ, հետևյալ «ռագթագ» հավասարումը.

Դրա լուծման հեռանկարները կարծես թե ոչ մի բանի նման չեն, այլ պարզապես պետք է պատկերացնել հավասարումը ձևով, կառուցել ֆունկցիայի գրաֆիկներըև ամեն ինչ կստացվի աներևակայելի պարզ: Հոդվածի մեջտեղում նկար կա դրա մասին անվերջ փոքր գործառույթներ (կբացվի հաջորդ ներդիրում).

Օգտագործելով նույն գրաֆիկական մեթոդը, կարող եք պարզել, որ հավասարումն արդեն ունի երկու արմատ, և դրանցից մեկը հավասար է զրոյի, իսկ մյուսը, ըստ երևույթին, իռացիոնալև պատկանում է հատվածին. Այս արմատը կարելի է մոտավորապես հաշվարկել, օրինակ. շոշափող մեթոդ. Ի դեպ, որոշ խնդիրներում պատահում է, որ պետք չէ արմատները գտնել, այլ պարզել նրանք ընդհանրապես գոյություն ունեն?. Եվ այստեղ նույնպես գծանկարը կարող է օգնել՝ եթե գրաֆիկները չեն հատվում, ուրեմն արմատներ չկան։

Ամբողջ թվային գործակիցներով բազմանդամների ռացիոնալ արմատները:
Horner սխեման

Իսկ հիմա հրավիրում եմ հայացքդ ուղղել դեպի միջնադար և զգալ դասական հանրահաշվի յուրահատուկ մթնոլորտը։ Նյութը ավելի լավ հասկանալու համար խորհուրդ եմ տալիս գոնե մի քիչ կարդալ բարդ թվեր.

Նրանք լավագույնն են: Բազմանդամներ.

Մեր հետաքրքրության առարկան կլինեն հետ ձևի ամենատարածված բազմանդամները ամբողջգործակիցները Բնական թիվկանչեց բազմանդամի աստիճանը, թիվ – ամենաբարձր աստիճանի գործակից (կամ պարզապես ամենաբարձր գործակիցը), իսկ գործակիցը ազատ անդամ.

Այս բազմանդամը հակիրճ կնշանակեմ .

Բազմանդամի արմատներըկանչել հավասարման արմատները

Պաշտել երկաթյա տրամաբանություն =)

Օրինակների համար անցեք հոդվածի հենց սկզբին.

1-ին և 2-րդ աստիճանի բազմանդամների արմատները գտնելու հետ կապված խնդիրներ չկան, բայց քանի որ մեծանում եք, այս առաջադրանքն ավելի ու ավելի դժվար է դառնում: Չնայած, մյուս կողմից, ամեն ինչ ավելի հետաքրքիր է: Եվ հենց դրան էլ նվիրված կլինի դասի երկրորդ մասը։

Նախ, բառացիորեն տեսության էկրանի կեսը.

1) Համաձայն եզրակացության հանրահաշվի հիմնարար թեորեմ, աստիճանի բազմանդամն ունի հենց համալիրարմատները. Որոշ արմատներ (կամ նույնիսկ բոլորը) կարող են հատկապես լինել վավեր. Ընդ որում, իրական արմատների մեջ կարող են լինել նույնական (բազմակի) արմատներ (նվազագույնը երկու, առավելագույն կտոր).

Եթե ​​ինչ-որ բարդ թիվ բազմանդամի արմատն է, ապա զուգորդելդրա թիվը նույնպես անպայմանորեն այս բազմանդամի արմատն է (խոնարհված բարդ արմատներն ունեն ձևը).

Ամենապարզ օրինակըքառակուսի հավասարում է, որն առաջին անգամ հայտնվել է 8-ում (նման)դասարան, և որը մենք վերջապես «ավարտեցինք» թեմայում բարդ թվեր. Հիշեցնեմ՝ քառակուսի հավասարումն ունի կամ երկու տարբեր իրական արմատներ, կամ բազմակի արմատներ, կամ խոնարհված բարդ արմատներ:

2) Սկսած Բեզուտի թեորեմհետևում է, որ եթե թիվը հավասարման արմատն է, ապա համապատասխան բազմանդամը կարող է գործոնացվել.
, որտեղ է աստիճանի բազմանդամը :

Եվ նորից մեր հին օրինակը. քանի որ հավասարման արմատն է, ապա . Որից հետո դժվար չէ ձեռք բերել հայտնի «դպրոցական» ընդլայնումը։

Բեզութի թեորեմի հետևանքը գործնական մեծ արժեք ունի. եթե գիտենք 3-րդ աստիճանի հավասարման արմատը, ապա այն կարող ենք ներկայացնել ձևով. իսկ քառակուսի հավասարումից հեշտ է պարզել մնացած արմատները։ Եթե ​​գիտենք 4-րդ աստիճանի հավասարման արմատը, ապա հնարավոր է ձախ կողմն ընդարձակել արտադրյալի և այլն։

Եվ այստեղ երկու հարց կա.

Հարց առաջին. Ինչպե՞ս գտնել հենց այս արմատը: Նախ սահմանենք դրա բնույթը՝ բարձրագույն մաթեմատիկայի բազմաթիվ խնդիրներում անհրաժեշտ է գտնել ռացիոնալ, մասնավորապես ամբողջբազմանդամների արմատները, և այս առումով հետագայում դրանք հիմնականում կհետաքրքրվենք.... ...նրանք այնքան լավն են, այնքան փափկամազ, որ պարզապես ուզում ես գտնել նրանց: =)

Առաջին բանը, որ գալիս է մտքին, ընտրության մեթոդն է: Դիտարկենք, օրինակ, հավասարումը. Բռնումն այստեղ ազատ տերմինի մեջ է, եթե այն հավասար լիներ զրոյի, ապա ամեն ինչ լավ կլիներ, մենք «x»-ը հանում ենք փակագծերից, և արմատներն իրենք «դուրս են գալիս» մակերեսին.

Բայց մեր ազատ տերմինը հավասար է «երեքի», և, հետևաբար, մենք սկսում ենք փոխարինել հավասարման մեջ տարբեր թվեր, հավակնելով լինել «արմատ»: Առաջին հերթին ինքն իրեն հուշում է միայնակ արժեքների փոխարինումը։ Փոխարինենք.

Ստացել է սխալհավասարություն, հետևաբար միավորը «չի տեղավորվում»։ Դե, լավ, եկեք փոխարինենք.

Ստացել է ճիշտհավասարություն! Այսինքն՝ արժեքը այս հավասարման արմատն է։

3-րդ աստիճանի բազմանդամի արմատները գտնելու համար կա վերլուծական մեթոդ (այսպես կոչված Cardano բանաձեւերը), բայց հիմա մեզ մի փոքր այլ խնդիր է հետաքրքրում։

Քանի որ --ն մեր բազմանդամի արմատն է, բազմանդամը կարող է ներկայացվել ձևով և առաջանալ Երկրորդ հարցըԻնչպե՞ս գտնել «կրտսեր եղբայր»:

Ամենապարզ հանրահաշվական նկատառումները հուշում են, որ դա անելու համար մենք պետք է բաժանենք . Ինչպե՞ս բաժանել բազմանդամը բազմանդամի վրա: Նույն դպրոցական մեթոդը, որը բաժանում է սովորական թվերը՝ «սյունակ»: Այս մեթոդը մանրամասն քննարկել եմ դասի առաջին օրինակներում: Համալիր սահմաններ, և այժմ մենք կանդրադառնանք մեկ այլ մեթոդի, որը կոչվում է Horner սխեման.

Նախ գրում ենք «ամենաբարձր» բազմանդամը բոլորի հետ , ներառյալ զրոյական գործակիցները:
, որից հետո աղյուսակի վերին շարքում մուտքագրում ենք այս գործակիցները (խստորեն ըստ հերթականության).

Մենք ձախ կողմում գրում ենք արմատը.

Ես անմիջապես վերապահում կանեմ, որ Հորների սխեման նույնպես գործում է, եթե «կարմիր» համարը լինի Ոչբազմանդամի արմատն է։ Այնուամենայնիվ, եկեք չշտապենք գործերը։

Վերևից վերացնում ենք առաջատար գործակիցը.

Ստորին բջիջները լցնելու գործընթացը որոշակիորեն հիշեցնում է ասեղնագործությունը, որտեղ «մինուս մեկը» մի տեսակ «ասեղ» է, որը ներթափանցում է հետագա քայլերը: Մենք բազմապատկում ենք «կրած» թիվը (–1) և ավելացնում ենք վերին բջիջից ստացված թիվը.

Գտնված արժեքը բազմապատկում ենք «կարմիր ասեղով» և արդյունքին ավելացնում ենք հետևյալ հավասարման գործակիցը.

Եվ վերջապես, ստացված արժեքը կրկին «մշակվում» է «ասեղով» և վերին գործակցով.

Վերջին բջիջի զրոն մեզ ասում է, որ բազմանդամը բաժանված է առանց հետքի (ինչպես պետք է լինի), մինչդեռ ընդլայնման գործակիցները «հանվում են» անմիջապես աղյուսակի ներքևի տողից.

Այսպիսով, մենք հավասարումից անցանք համարժեք հավասարման, և մնացած երկու արմատներով ամեն ինչ պարզ է. (այս դեպքում մենք ստանում ենք զուգակցված բարդ արմատներ).

Հավասարումն, ի դեպ, կարելի է լուծել նաև գրաֆիկորեն՝ սյուժեն "կայծակ" և տեսեք, որ գրաֆիկը հատում է x առանցքը () կետում. Կամ նույն «խորամանկ» հնարքը. մենք վերագրում ենք հավասարումը ձևով, նկարում տարրական գրաֆիկներ և հայտնաբերում դրանց հատման կետի «X» կոորդինատը:

Ի դեպ, 3-րդ աստիճանի ցանկացած ֆունկցիա-բազմանդամի գրաֆիկը առնվազն մեկ անգամ հատում է առանցքը, ինչը նշանակում է, որ համապատասխան հավասարումը ունի. գոնեմեկ վավերարմատ. Այս փաստը ճշմարիտ է կենտ աստիճանի ցանկացած բազմանդամ ֆունկցիայի համար։

Եվ այստեղ ես նույնպես կցանկանայի կանգ առնել կարևոր կետորը վերաբերում է տերմինաբանությանը. բազմանդամԵվ բազմանդամ ֆունկցիա – դա նույն բանը չէ! Բայց գործնականում հաճախ խոսում են, օրինակ, «բազմանդամի գրաֆիկի» մասին, ինչը, իհարկե, անփութություն է։

Այնուամենայնիվ, վերադառնանք Հորների սխեմային։ Ինչպես վերջերս նշեցի, այս սխեման աշխատում է այլ թվերի համար, բայց եթե համարը Ոչհավասարման արմատն է, ապա մեր բանաձևում հայտնվում է ոչ զրոյական գումարում (մնացորդ).

Եկեք «գործարկենք» «անհաջող» արժեքը Հորների սխեմայի համաձայն: Այս դեպքում հարմար է օգտագործել նույն աղյուսակը՝ ձախ կողմում գրել նոր «ասեղ», վերևից տեղափոխել առաջատար գործակիցը։ (ձախ կանաչ սլաք), և մենք գնում ենք.

Ստուգելու համար բացենք փակագծերը և ներկայացնենք նմանատիպ տերմիններ.
, ԼԱՎ.

Հեշտ է տեսնել, որ մնացորդը («վեց») հենց բազմանդամի արժեքն է . Իսկ իրականում ինչպիսի՞ն է.
, և նույնիսկ ավելի գեղեցիկ - այսպես.

Վերոնշյալ հաշվարկներից հեշտ է հասկանալ, որ Հորների սխեման թույլ է տալիս ոչ միայն գործոնավորել բազմանդամը, այլև իրականացնել արմատի «քաղաքակիրթ» ընտրություն: Ես առաջարկում եմ ձեզ համախմբել հաշվարկի ալգորիթմը ինքներդ մի փոքր առաջադրանքով.

Առաջադրանք 2

Օգտվելով Հորների սխեմայից՝ գտե՛ք հավասարման ամբողջ թվային արմատը և չափե՛ք համապատասխան բազմանդամը։

Այլ կերպ ասած, այստեղ դուք պետք է հաջորդաբար ստուգեք 1, –1, 2, –2, ... թվերը, մինչև վերջին սյունակում զրոյական մնացորդ «նկարվի»։ Սա կնշանակի, որ այս տողի «ասեղը» բազմանդամի արմատն է

Հարմար է հաշվարկները կազմակերպել մեկ աղյուսակում։ Մանրամասն լուծում և պատասխան դասի վերջում։

Արմատների ընտրության մեթոդը լավ է համեմատաբար պարզ դեպքերի համար, բայց եթե բազմանդամի գործակիցները և/կամ աստիճանը մեծ են, ապա գործընթացը կարող է երկար տևել։ Կամ միգուցե կան որոշ արժեքներ նույն ցուցակից 1, –1, 2, –2, և իմաստ չունի դիտարկել: Եվ, բացի այդ, արմատները կարող են կոտորակային լինել, ինչը կհանգեցնի բոլորովին ոչ գիտական ​​ծակծկման։

Բարեբախտաբար, կան երկու հզոր թեորեմներ, որոնք կարող են զգալիորեն նվազեցնել ռացիոնալ արմատների «թեկնածու» արժեքների որոնումը.

Թեորեմ 1Եկեք դիտարկենք անկրճատելիկոտորակ, որտեղ. Եթե ​​թիվը հավասարման արմատն է, ապա ազատ անդամը բաժանվում է, իսկ առաջատար գործակիցը բաժանվում է:

Մասնավորապես, եթե առաջատար գործակիցը , ապա այս ռացիոնալ արմատը մի ամբողջ թիվ է.

Եվ մենք սկսում ենք օգտագործել թեորեմը հենց այս համեղ մանրամասնությամբ.

Վերադառնանք հավասարմանը. Քանի որ նրա առաջատար գործակիցը , ուրեմն հիպոթետիկ ռացիոնալ արմատները կարող են լինել բացառապես ամբողջ թվեր, և ազատ անդամը պետք է անպայմանորեն բաժանվի այդ արմատների՝ առանց մնացորդի։ Իսկ «երեքը» կարելի է բաժանել միայն 1-ի, -1-ի, 3-ի և -3-ի: Այսինքն՝ ունենք ընդամենը 4 «արմատ թեկնածու»։ Եվ, ըստ Թեորեմ 1, այլ ռացիոնալ թվեր սկզբունքորեն չեն կարող լինել այս հավասարման արմատները:

Հավասարման մեջ մի փոքր ավելի շատ «հավակնորդներ» կան՝ ազատ անդամը բաժանված է 1, –1, 2, – 2, 4 և –4-ի:

Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ 1, –1 թվերը հնարավոր արմատների ցանկի «կանոնավոր» են (թեորեմի ակնհայտ հետևանք)և մեծ մասը լավագույն ընտրությունառաջնահերթության ստուգման համար:

Անցնենք ավելի բովանդակալից օրինակների.

Խնդիր 3

Լուծումքանի որ առաջատար գործակիցը ն է, ապա հիպոթետիկ ռացիոնալ արմատները կարող են լինել միայն ամբողջ թվեր, և նրանք անպայման պետք է լինեն ազատ անդամի բաժանարարներ։ «Մինուս քառասուն»-ը բաժանվում է հետևյալ զույգ թվերի.
– ընդհանուր 16 «թեկնածու».

Եվ այստեղ անմիջապես առաջանում է մի գայթակղիչ միտք՝ հնարավո՞ր է ջնջել բոլոր բացասական, թե՞ բոլոր դրական արմատները։ Որոշ դեպքերում դա հնարավոր է! Ես կձևակերպեմ երկու նշան.

1) Եթե ԲոլորըԵթե ​​բազմանդամի գործակիցները ոչ բացասական են կամ բոլորը ոչ դրական, ապա այն չի կարող ունենալ դրական արմատներ։ Ցավոք սրտի, դա մեր դեպքը չէ (Հիմա, եթե մեզ տրվի հավասարում, ապա այո, բազմանդամի ցանկացած արժեք փոխարինելիս, բազմանդամի արժեքը խիստ դրական է, ինչը նշանակում է, որ բոլոր դրական թվերը (և իռացիոնալները նույնպես)չեն կարող լինել հավասարման արմատներ:

2) Եթե կենտ հզորությունների գործակիցները ոչ բացասական են, իսկ բոլոր զույգերի համար. (ներառյալ անվճար անդամ)բացասական են, ապա բազմանդամը չի կարող բացասական արմատներ ունենալ։ Կամ «հայելի». կենտ հզորությունների գործակիցները ոչ դրական են, իսկ բոլոր զույգ հզորությունների համար՝ դրական։

Սա մեր դեպքն է։ Մի փոքր ավելի մոտիկից նայելով՝ կարող եք տեսնել, որ ցանկացած բացասական «X»-ը հավասարման մեջ փոխարինելիս ձախ կողմը կլինի խիստ բացասական, ինչը նշանակում է, որ բացասական արմատները անհետանում են։

Այսպիսով, հետազոտության համար մնացել է 8 թիվ.

Մենք դրանք «լիցքավորում ենք» հաջորդաբար՝ ըստ Հորների սխեմայի: Հուսով եմ, որ դուք արդեն տիրապետել եք մտավոր հաշվարկներին.

Բախտը մեզ սպասում էր «երկուսը» փորձարկելիս։ Այսպիսով, դիտարկվող հավասարման արմատն է, և

Մնում է ուսումնասիրել հավասարումը . Դա հեշտ է անել տարբերակիչի միջոցով, բայց ես կանցկացնեմ ինդիկատիվ թեստ՝ օգտագործելով նույն սխեմա: Նախ նշենք, որ ազատ տերմինը հավասար է 20-ի, ինչը նշանակում է Թեորեմ 1 8 և 40 թվերը դուրս են գալիս հնարավոր արմատների ցանկից՝ թողնելով արժեքները հետազոտության համար (մեկը վերացվել է Հորների սխեմայի համաձայն).

Նոր աղյուսակի վերին տողում գրում ենք եռանդամի գործակիցները և Մենք սկսում ենք ստուգել նույն «երկու»-ով. Ինչո՞ւ։ Եվ քանի որ արմատները կարող են բազմապատիկ լինել, խնդրում եմ. - այս հավասարումն ունի 10 նույնական արմատ: Բայց եկեք չշեղվենք.

Եվ այստեղ, իհարկե, մի քիչ ստում էի՝ իմանալով, որ արմատները ռացիոնալ են։ Ի վերջո, եթե դրանք իռացիոնալ կամ բարդ լինեին, ապա ես կկանգնեի մնացած բոլոր թվերի անհաջող ստուգման հետ։ Ուստի գործնականում առաջնորդվեք խտրականով։

ՊատասխանելՌացիոնալ արմատներ՝ 2, 4, 5

Մեր վերլուծած խնդրի մեջ մեր բախտը բերեց, քանի որ՝ ա) բացասական արժեքներն անմիջապես ընկան, և բ) մենք շատ արագ գտանք արմատը (և տեսականորեն մենք կարող էինք ստուգել ամբողջ ցուցակը):

Բայց իրականում իրավիճակը շատ ավելի վատ է։ Հրավիրում եմ ձեզ դիտելու հետաքրքիր խաղ, որը կոչվում է «Վերջին հերոսը».

Խնդիր 4

Գտե՛ք հավասարման ռացիոնալ արմատները

Լուծում: Ըստ Թեորեմ 1Հիպոթետիկ ռացիոնալ արմատների համարիչները պետք է բավարարեն պայմանը (մենք կարդում ենք «տասներկուսը բաժանվում է էլի վրա»), իսկ հայտարարները համապատասխանում են պայմանին . Դրա հիման վրա մենք ստանում ենք երկու ցուցակ.

«ցուցակ էլ»:
և «ցուցակ հըմ»: (բարեբախտաբար, այստեղ թվերը բնական են).

Հիմա եկեք կազմենք բոլոր հնարավոր արմատների ցանկը: Նախ, մենք «էլ ցուցակը» բաժանում ենք . Միանգամայն պարզ է, որ նույն թվերը կստացվեն։ Հարմարության համար եկեք դրանք դնենք աղյուսակում.

Շատ կոտորակներ կրճատվել են, ինչի արդյունքում արժեքներ են հայտնվել, որոնք արդեն «հերոսների ցանկում» են: Մենք ավելացնում ենք միայն «նորեկներ».

Նմանապես, մենք նույն «ցուցակը» բաժանում ենք հետևյալի.

և վերջապես շարունակվում է

Այսպիսով, մեր խաղի մասնակիցների թիմը համալրվում է.


Ցավոք, այս խնդրի բազմանդամը չի բավարարում «դրական» կամ «բացասական» չափանիշը, և, հետևաբար, մենք չենք կարող հրաժարվել վերևի կամ ներքևի տողից: Դուք պետք է աշխատեք բոլոր թվերի հետ:

Ինչպես ես քեզ զգում? Արի, գլուխդ բարձրացրու. կա ևս մեկ թեորեմ, որը փոխաբերական իմաստով կարելի է անվանել «մարդասպանի թեորեմ»… ...«թեկնածուներ», իհարկե =)

Բայց նախ դուք պետք է ոլորեք Հորների գծապատկերը առնվազն մեկի համար ամբողջըթվեր։ Ավանդաբար, եկեք վերցնենք մեկը: Վերևի տողում գրում ենք բազմանդամի գործակիցները և ամեն ինչ սովորական է.

Քանի որ չորսն ակնհայտորեն զրո չէ, արժեքը խնդրո առարկա բազմանդամի արմատը չէ: Բայց նա մեզ շատ կօգնի։

Թեորեմ 2Եթե ​​ոմանց համար ընդհանուր առմամբբազմանդամի արժեքը զրոյական չէ, ապա նրա ռացիոնալ արմատները (եթե դրանք կան)բավարարել պայմանը

Մեր դեպքում և, հետևաբար, բոլոր հնարավոր արմատները պետք է բավարարեն պայմանը (եկեք դա անվանենք պայման թիվ 1). Այս քառյակը լինելու է բազմաթիվ «թեկնածուների» «սպանողը»։ Որպես ցուցադրություն, ես կանդրադառնամ մի քանի ստուգումների.

Եկեք ստուգենք «թեկնածուն». Դա անելու համար եկեք այն արհեստականորեն ներկայացնենք կոտորակի տեսքով, որից պարզ երևում է, որ . Եկեք հաշվարկենք թեստի տարբերությունը. Չորսը բաժանվում է «մինուս երկու»-ի՝ , ինչը նշանակում է, որ հնարավոր արմատը անցել է թեստը:

Եկեք ստուգենք արժեքը: Ահա թեստի տարբերությունը հետևյալն է. . Իհարկե, և, հետևաբար, երկրորդ «առարկան» նույնպես մնում է ցուցակում։