რეზინის სამაჯურები

ვიეტას თეორემა. გამოყენების მაგალითები. როგორ ამოხსნათ განტოლებები ვიეტას თეორემის გამოყენებით მათემატიკაში ვიეტას ფორმულა განტოლებისთვის

მათემატიკაში არსებობს სპეციალური ხრიკები, რომლებითაც ბევრი კვადრატული განტოლება წყდება ძალიან სწრაფად და ყოველგვარი დისკრიმინაციის გარეშე. უფრო მეტიც, სათანადო ვარჯიშით, ბევრი იწყებს კვადრატული განტოლებების ამოხსნას სიტყვიერად, სიტყვასიტყვით „ერთი შეხედვით“.

სამწუხაროდ, სასკოლო მათემატიკის თანამედროვე კურსში მსგავსი ტექნოლოგიები თითქმის არ არის შესწავლილი. და თქვენ უნდა იცოდეთ! და დღეს ჩვენ განვიხილავთ ერთ-ერთ ამ ტექნიკას - ვიეტას თეორემას. პირველ რიგში, მოდით შემოვიტანოთ ახალი განმარტება.

x 2 + bx + c = 0 ფორმის კვადრატულ განტოლებას შემცირებული ეწოდება. გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ კოეფიციენტი x 2-ზე უდრის 1-ს. კოეფიციენტებზე სხვა შეზღუდვები არ არსებობს.

x 2 + 7x + 12 = 0 არის შემცირებული კვადრატული განტოლება;
x 2 − 5x + 6 = 0 ასევე მცირდება;
2x 2 − 6x + 8 = 0 - მაგრამ ეს საერთოდ არ არის მოცემული, რადგან x 2-ზე კოეფიციენტი არის 2.

რა თქმა უნდა, ax 2 + bx + c = 0 ფორმის ნებისმიერი კვადრატული განტოლება შეიძლება შემცირდეს - საკმარისია ყველა კოეფიციენტი გავყოთ რიცხვზე a . ჩვენ ყოველთვის შეგვიძლია ამის გაკეთება, რადგან კვადრატული განტოლების განმარტებიდან გამომდინარეობს, რომ ≠ 0.

მართალია, ეს გარდაქმნები ყოველთვის არ იქნება სასარგებლო ფესვების მოსაძებნად. ოდნავ დაბლა, ჩვენ დავრწმუნდებით, რომ ეს უნდა გაკეთდეს მხოლოდ მაშინ, როდესაც საბოლოო კვადრატულ განტოლებაში ყველა კოეფიციენტი არის მთელი რიცხვი. ახლა მოდით შევხედოთ რამდენიმე მარტივ მაგალითს:

Დავალება. გადააქციეთ კვადრატული განტოლება შემცირებულად:

3x2 − 12x + 18 = 0;

−4x2 + 32x + 16 = 0;

1.5x2 + 7.5x + 3 = 0;

2x2 + 7x − 11 = 0.

მოდით გავყოთ თითოეული განტოლება x 2 ცვლადის კოეფიციენტზე. ჩვენ ვიღებთ:

3x 2 - 12x + 18 \u003d 0 ⇒ x 2 - 4x + 6 \u003d 0 - გაყოფილი ყველაფერი 3-ზე;
−4x 2 + 32x + 16 = 0 ⇒ x 2 − 8x − 4 = 0 - გაყოფილი −4-ზე;
1.5x 2 + 7.5x + 3 \u003d 0 ⇒ x 2 + 5x + 2 \u003d 0 - გაყოფილი 1.5-ზე, ყველა კოეფიციენტი გახდა მთელი რიცხვი;
2x 2 + 7x - 11 \u003d 0 ⇒ x 2 + 3.5x - 5.5 \u003d 0 - გაყოფილი 2-ზე. ამ შემთხვევაში წარმოიშვა წილადი კოეფიციენტები.

როგორც ხედავთ, მოცემულ კვადრატულ განტოლებებს შეიძლება ჰქონდეს მთელი რიცხვი კოეფიციენტები მაშინაც კი, თუ თავდაპირველი განტოლება შეიცავდა წილადებს.

ახლა ჩვენ ჩამოვაყალიბეთ მთავარი თეორემა, რომლისთვისაც, ფაქტობრივად, შემოიღეს შემცირებული კვადრატული განტოლების კონცეფცია:

ვიეტას თეორემა. განვიხილოთ x 2 + bx + c \u003d 0 ფორმის შემცირებული კვადრატული განტოლება. დავუშვათ, რომ ამ განტოლებას აქვს რეალური ფესვები x 1 და x 2. ამ შემთხვევაში, შემდეგი განცხადებები მართალია:

x1 + x2 = −b. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მოცემული კვადრატული განტოლების ფესვების ჯამი უდრის საპირისპირო ნიშნით აღებული x ცვლადის კოეფიციენტს;

x 1 x 2 = გ. კვადრატული განტოლების ფესვების ნამრავლი უდრის თავისუფალი კოეფიციენტს.

მაგალითები. სიმარტივისთვის განვიხილავთ მხოლოდ მოცემულ კვადრატულ განტოლებებს, რომლებიც არ საჭიროებენ დამატებით გარდაქმნებს:

x 2 − 9x + 20 = 0 ⇒ x 1 + x 2 = − (−9) = 9; x 1 x 2 = 20; ფესვები: x 1 = 4; x 2 \u003d 5;
x 2 + 2x − 15 = 0 ⇒ x 1 + x 2 = −2; x 1 x 2 \u003d -15; ფესვები: x 1 = 3; x 2 \u003d -5;
x 2 + 5x + 4 = 0 ⇒ x 1 + x 2 = −5; x 1 x 2 = 4; ფესვები: x 1 \u003d -1; x 2 \u003d -4.

ვიეტას თეორემა დამატებით ინფორმაციას გვაძლევს კვადრატული განტოლების ფესვების შესახებ. ერთი შეხედვით, ეს შეიძლება რთულად მოგეჩვენოთ, მაგრამ მინიმალური ვარჯიშითაც კი ისწავლით ფესვების „დანახვას“ და მათ სიტყვასიტყვით გამოცნობას რამდენიმე წამში.

Დავალება. ამოხსენით კვადრატული განტოლება:

x2 − 9x + 14 = 0;

x 2 - 12x + 27 = 0;

3x2 + 33x + 30 = 0;

−7x2 + 77x − 210 = 0.

შევეცადოთ ვიეტას თეორემის მიხედვით ჩამოვწეროთ კოეფიციენტები და „გამოვიცნოთ“ ფესვები:

x 2 − 9x + 14 = 0 არის შემცირებული კვადრატული განტოლება.
ვიეტას თეორემით გვაქვს: x 1 + x 2 = −(−9) = 9; x 1 x 2 = 14. ადვილი მისახვედრია, რომ ფესვები არის რიცხვები 2 და 7;
x 2 − 12x + 27 = 0 ასევე შემცირებულია.
ვიეტას თეორემით: x 1 + x 2 = −(−12) = 12; x 1 x 2 = 27. აქედან ფესვები: 3 და 9;
3x 2 + 33x + 30 = 0 - ეს განტოლება არ არის შემცირებული. მაგრამ ჩვენ ამას გავასწორებთ განტოლების ორივე მხარის გაყოფით a \u003d 3 კოეფიციენტზე. მივიღებთ: x 2 + 11x + 10 \u003d 0.
ვიეტას თეორემის მიხედვით ვხსნით: x 1 + x 2 = −11; x 1 x 2 = 10 ⇒ ფესვები: −10 და −1;
−7x 2 + 77x − 210 \u003d 0 - ისევ x 2-ზე კოეფიციენტი არ არის 1-ის ტოლი, ე.ი. განტოლება არ არის მოცემული. ყველაფერს ვყოფთ რიცხვზე a = −7. ჩვენ ვიღებთ: x 2 - 11x + 30 = 0.
ვიეტას თეორემით: x 1 + x 2 = −(−11) = 11; x 1 x 2 = 30; ამ განტოლებიდან ადვილია ფესვების გამოცნობა: 5 და 6.

ზემოთ მოყვანილი მსჯელობიდან ჩანს, როგორ ამარტივებს ვიეტას თეორემა კვადრატული განტოლებების ამოხსნას. არ არის რთული გამოთვლები, არითმეტიკული ფესვები და წილადები. და დისკრიმინანტიც კი (იხილეთ გაკვეთილი " კვადრატული განტოლებების ამოხსნა") ჩვენ არ გვჭირდებოდა.

რა თქმა უნდა, ყველა ჩვენს რეფლექსიაში, ჩვენ გამოვიყვანეთ ორი მნიშვნელოვანი დაშვებიდან, რომლებიც, ზოგადად, ყოველთვის არ სრულდება რეალურ პრობლემებში:

კვადრატული განტოლება მცირდება, ე.ი. კოეფიციენტი x 2-ზე არის 1;
განტოლებას ორი განსხვავებული ფესვი აქვს. ალგებრას თვალსაზრისით, ამ შემთხვევაში დისკრიმინანტი D > 0 - ფაქტობრივად, თავდაპირველად ვვარაუდობთ, რომ ეს უტოლობა მართალია.

თუმცა, ტიპიურ მათემატიკურ ამოცანებში ეს პირობები დაკმაყოფილებულია. თუ გამოთვლების შედეგი არის "ცუდი" კვადრატული განტოლება (კოეფიციენტი x 2-ზე განსხვავდება 1-ისგან), ამის გამოსწორება მარტივია - გადახედეთ მაგალითებს გაკვეთილის დასაწყისში. მე ზოგადად ჩუმად ვარ ფესვებზე: რა დავალებაა ეს, რომელშიც პასუხი არ არის? რა თქმა უნდა, იქნება ფესვები.

ამრიგად, ვიეტას თეორემის მიხედვით კვადრატული განტოლებების ამოხსნის ზოგადი სქემა ასეთია:

შეამცირეთ კვადრატული განტოლება მოცემულზე, თუ ეს უკვე არ გაკეთებულა ამოცანის პირობებში;
თუ ზემოაღნიშნულ კვადრატულ განტოლებაში კოეფიციენტები წილადი აღმოჩნდა, ჩვენ ვხსნით დისკრიმინანტის მეშვეობით. თქვენ კი შეგიძლიათ დაუბრუნდეთ საწყის განტოლებას, რომ იმუშაოთ უფრო „მოხერხებულ“ რიცხვებთან;
მთელი რიცხვების კოეფიციენტების შემთხვევაში განტოლებას ვხსნით ვიეტას თეორემის გამოყენებით;
თუ რამდენიმე წამში შეუძლებელი იყო ფესვების გამოცნობა, ვიეტას თეორემას ვაფასებთ და ვხსნით დისკრიმინანტის მეშვეობით.

Დავალება. ამოხსენით განტოლება: 5x 2 − 35x + 50 = 0.

ასე რომ, ჩვენ გვაქვს განტოლება, რომელიც არ არის შემცირებული, რადგან კოეფიციენტი a \u003d 5. გავყოთ ყველაფერი 5-ზე, მივიღებთ: x 2 - 7x + 10 \u003d 0.

კვადრატული განტოლების ყველა კოეფიციენტი მთელი რიცხვია - ვცადოთ მისი ამოხსნა ვიეტას თეორემის გამოყენებით. გვაქვს: x 1 + x 2 = −(−7) = 7; x 1 x 2 \u003d 10. ამ შემთხვევაში, ფესვების გამოცნობა ადვილია - ეს არის 2 და 5. თქვენ არ გჭირდებათ დისკრიმინანტის საშუალებით დათვლა.

Დავალება. ამოხსენით განტოლება: -5x 2 + 8x - 2.4 = 0.

ვუყურებთ: −5x 2 + 8x − 2,4 = 0 - ეს განტოლება არ არის შემცირებული, ორივე მხარეს ვყოფთ a = −5 კოეფიციენტზე. ჩვენ ვიღებთ: x 2 - 1.6x + 0.48 \u003d 0 - განტოლება წილადი კოეფიციენტებით.

უმჯობესია დაუბრუნდეთ საწყის განტოლებას და დათვალოთ დისკრიმინანტის საშუალებით: −5x 2 + 8x − 2,4 = 0 ⇒ D = 8 2 − 4 (−5) (−2,4) = 16 ⇒ ... ⇒ x 1 = 1,2 ; x 2 \u003d 0.4.

Დავალება. ამოხსენით განტოლება: 2x 2 + 10x − 600 = 0.

დასაწყისისთვის, ჩვენ ვყოფთ ყველაფერს კოეფიციენტზე a \u003d 2. ვიღებთ განტოლებას x 2 + 5x - 300 \u003d 0.

ეს არის შემცირებული განტოლება, ვიეტას თეორემის მიხედვით გვაქვს: x 1 + x 2 = −5; x 1 x 2 \u003d -300. ამ შემთხვევაში კვადრატული განტოლების ფესვების გამოცნობა რთულია – პირადად მე სერიოზულად „გავიყინე“, როცა ეს პრობლემა მოვაგვარე.

ფესვების ძებნა დისკრიმინანტის მეშვეობით მოგვიწევს: D = 5 2 − 4 1 (−300) = 1225 = 35 2 . თუ არ გახსოვთ დისკრიმინანტის ფესვი, უბრალოდ აღვნიშნავ, რომ 1225: 25 = 49. ამიტომ, 1225 = 25 49 = 5 2 7 2 = 35 2.

ახლა, როდესაც დისკრიმინანტის ფესვი ცნობილია, განტოლების ამოხსნა რთული არ არის. ჩვენ ვიღებთ: x 1 \u003d 15; x 2 \u003d -20.

სასკოლო ალგებრის კურსში მეორე რიგის განტოლებების ამოხსნის გზების შესწავლისას გაითვალისწინეთ მიღებული ფესვების თვისებები. ისინი ახლა ცნობილია როგორც ვიეტას თეორემები. მისი გამოყენების მაგალითები მოცემულია ამ სტატიაში.

Კვადრატული განტოლება

მეორე რიგის განტოლება არის ტოლობა, რომელიც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფოტოში.

აქ სიმბოლოები a, b, c არის რამდენიმე რიცხვი, რომელსაც ეწოდება განსახილველი განტოლების კოეფიციენტები. თანასწორობის გადასაჭრელად, თქვენ უნდა იპოვოთ x მნიშვნელობები, რომლებიც მას ჭეშმარიტს ხდის.

გაითვალისწინეთ, რომ რადგან სიმძლავრის მაქსიმალური მნიშვნელობა, რომელზეც x ამაღლებულია, არის ორი, მაშინ ფესვების რაოდენობაც ზოგად შემთხვევაში ორია.

ამ ტიპის თანასწორობის გადაჭრის რამდენიმე გზა არსებობს. ამ სტატიაში განვიხილავთ ერთ-ერთ მათგანს, რომელიც გულისხმობს ე.წ. ვიეტას თეორემის გამოყენებას.

ვიეტას თეორემის განცხადება

მე -16 საუკუნის ბოლოს, ცნობილმა მათემატიკოსმა ფრანსუა ვიეტმა (ფრანგმა) შენიშნა, აანალიზებს სხვადასხვა კვადრატული განტოლების ფესვების თვისებებს, რომ მათი გარკვეული კომბინაციები აკმაყოფილებს კონკრეტულ ურთიერთობებს. კერძოდ, ეს კომბინაციები მათი პროდუქტი და ჯამია.

ვიეტას თეორემა ადგენს შემდეგს: კვადრატული განტოლების ფესვები, როდესაც ჯამდება, იძლევა საპირისპირო ნიშნით აღებული წრფივი და კვადრატული კოეფიციენტების შეფარდებას და როდესაც ისინი მრავლდებიან, მივყავართ თავისუფალი წევრის კვადრატულ კოეფიციენტთან შეფარდებამდე. .

თუ განტოლების ზოგადი ფორმა დაწერილია ისე, როგორც ეს ნაჩვენებია სტატიის წინა ნაწილში ფოტოზე, მაშინ მათემატიკურად ეს თეორემა შეიძლება დაიწეროს ორი ტოლობის სახით:

r 2 + r 1 \u003d -b / a;
r 1 x r 2 \u003d c / a.

სადაც r 1 , r 2 არის განხილული განტოლების ფესვების მნიშვნელობა.

ეს ორი თანასწორობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალი განსხვავებული მათემატიკური ამოცანის გადასაჭრელად. ვიეტას თეორემის გამოყენება ამოხსნით მაგალითებში მოცემულია სტატიის შემდეგ ნაწილებში.

კვადრატული განტოლების ფესვებსა და კოეფიციენტებს შორის, გარდა ძირეული ფორმულებისა, არსებობს სხვა სასარგებლო მიმართებები, რომლებიც მოცემულია ვიეტას თეორემა. ამ სტატიაში ჩვენ მივცემთ ვიეტას თეორემის ფორმულირებას და მტკიცებულებას კვადრატული განტოლებისთვის. შემდეგი, ჩვენ განვიხილავთ თეორემას, რომელიც საპირისპიროა ვიეტას თეორემაზე. ამის შემდეგ გავაანალიზებთ ყველაზე დამახასიათებელი მაგალითების ამონახსნებს. და ბოლოს, ჩვენ ვწერთ Vieta ფორმულებს, რომლებიც განსაზღვრავენ კავშირს რეალურ ფესვებს შორის ალგებრული განტოლებახარისხი n და მისი კოეფიციენტები.

გვერდის ნავიგაცია.

ვიეტას თეორემა, ფორმულირება, დადასტურება

კვადრატული განტოლების ფესვების ფორმულებიდან a x 2 +b x+c=0 ფორმის , სადაც D=b 2 −4 a c , მიმართებები x 1 +x 2 = −b/a, x 1 x 2 = გ/ა . ეს შედეგები დადასტურებულია ვიეტას თეორემა:

თეორემა.

Თუ x 1 და x 2 არის კვადრატული განტოლების ფესვები a x 2 +b x+c=0, მაშინ ფესვების ჯამი უდრის b და a კოეფიციენტების შეფარდებას, აღებული საპირისპირო ნიშნით და ნამრავლი ფესვები უდრის c და a კოეფიციენტების შეფარდებას, ანუ .

მტკიცებულება.

ჩვენ დავამტკიცებთ ვიეტას თეორემას შემდეგი სქემის მიხედვით: შევადგენთ კვადრატული განტოლების ფესვების ჯამს და ნამრავლს ცნობილი ფესვის ფორმულების გამოყენებით, შემდეგ გადავიყვანთ მიღებულ გამონათქვამებს და დავრწმუნდებით, რომ ისინი −b-ის ტოლია. /a და c/a, შესაბამისად.

დავიწყოთ ფესვების ჯამით, შევადგინოთ. ახლა ჩვენ მივყავართ წილადებს საერთო მნიშვნელთან, გვაქვს. მიღებული წილადის მრიცხველში , რის შემდეგაც : . საბოლოოდ, 2-ის შემდეგ მივიღებთ. ეს ადასტურებს ვიეტას თეორემის პირველ მიმართებას კვადრატული განტოლების ფესვების ჯამისთვის. გადავიდეთ მეორეზე.

ჩვენ ვადგენთ კვადრატული განტოლების ფესვების ნამრავლს:. წილადების გამრავლების წესის მიხედვით, ბოლო ნამრავლი შეიძლება დაიწეროს როგორც. ახლა ჩვენ ვამრავლებთ ფრჩხილს მრიცხველში არსებულ ფრჩხილზე, მაგრამ უფრო სწრაფია ამ პროდუქტის დაშლა კვადრატების ფორმულის განსხვავება, Ისე . შემდეგ, დამახსოვრების შემდეგ, ჩვენ ვასრულებთ შემდეგ გადასვლას. და რადგან ფორმულა D=b 2 −4 a·c შეესაბამება კვადრატული განტოლების დისკრიმინანტს, მაშინ b 2 −4·a·c შეიძლება ჩავანაცვლოთ ბოლო წილადში D-ის ნაცვლად, მივიღებთ . ფრჩხილების გახსნისა და მსგავსი ტერმინების შემცირების შემდეგ მივდივართ წილადზე და მისი შემცირება 4·a-ით იძლევა . ეს ადასტურებს ვიეტას თეორემის მეორე მიმართებას ფესვების ნამრავლისთვის.

თუ ახსნა-განმარტებებს გამოვტოვებთ, მაშინ ვიეტას თეორემის მტკიცებულება მიიღებს მოკლე ფორმას:
,
.

რჩება მხოლოდ აღნიშვნა, რომ როდესაც დისკრიმინანტი ნულის ტოლია, კვადრატულ განტოლებას აქვს ერთი ფესვი. თუმცა, თუ დავუშვებთ, რომ განტოლებას ამ შემთხვევაში ორი იდენტური ფესვი აქვს, მაშინ ვიეტას თეორემის ტოლობებიც მოქმედებს. მართლაც, D=0-სთვის კვადრატული განტოლების ფესვი არის , მაშინ და , და რადგან D=0 , ანუ b 2 −4 a c=0 , საიდანაც b 2 =4 a c , მაშინ .

პრაქტიკაში ვიეტას თეორემა ყველაზე ხშირად გამოიყენება x 2 +p·x+q=0 ფორმის შემცირებულ კვადრატულ განტოლებასთან (უმაღლესი კოეფიციენტით 1-ის ტოლი) მიმართ. ზოგჯერ იგი ჩამოყალიბებულია მხოლოდ ამ ტიპის კვადრატული განტოლებისთვის, რაც არ ზღუდავს ზოგადობას, რადგან ნებისმიერი კვადრატული განტოლება შეიძლება შეიცვალოს ეკვივალენტური განტოლებით მისი ორივე ნაწილის გაყოფით არანულოვანი რიცხვით a. აქ არის ვიეტას თეორემის შესაბამისი ფორმულირება:

თეორემა.

შემცირებული კვადრატული განტოლების ფესვების ჯამი x 2 + p x + q \u003d 0 უდრის კოეფიციენტს x-ზე, აღებული საპირისპირო ნიშნით, ხოლო ფესვების ნამრავლი არის თავისუფალი წევრი, ანუ x 1 + x 2 \u003d −p, x 1 x 2 \u003d q .

ვიეტას თეორემას შებრუნებული თეორემა

ვიეტას თეორემის მეორე ფორმულირება, რომელიც მოცემულია წინა აბზაცში, მიუთითებს, რომ თუ x 1 და x 2 არის შემცირებული კვადრატული განტოლების ფესვები x 2 +p x+q=0, მაშინ მიმართებები x 1 +x 2 = − p , x 1 x 2 = q. მეორე მხრივ, x 1 +x 2 =−p, x 1 x 2 =q დაწერილი მიმართებებიდან გამომდინარეობს, რომ x 1 და x 2 არის კვადრატული განტოლების ფესვები x 2 +p x+q=0. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ვიეტას თეორემასთან საპირისპირო მტკიცება მართალია. ჩვენ ვაყალიბებთ მას თეორემის სახით და ვამტკიცებთ.

თეორემა.

თუ x 1 და x 2 რიცხვები ისეთია, რომ x 1 +x 2 =−p და x 1 x 2 =q, მაშინ x 1 და x 2 არის შემცირებული კვადრატული განტოლების ფესვები x 2 +p x+q=0. .

მტკიცებულება.

p და q კოეფიციენტების ჩანაცვლების შემდეგ x 2 +p x+q=0 მათი გამოხატვის განტოლებაში x 1 და x 2, ის გარდაიქმნება ეკვივალენტურ განტოლებად.

ჩვენ ვცვლით რიცხვს x 1 ნაცვლად x-ის მიღებულ განტოლებაში, გვაქვს ტოლობა x 1 2 −(x 1 + x 2) x 1 + x 1 x 2 =0, რომელიც ნებისმიერი x 1 და x 2 არის სწორი რიცხვითი ტოლობა 0=0, ვინაიდან x 1 2 −(x 1 + x 2) x 1 + x 1 x 2 = x 1 2 −x 1 2 −x 2 x 1 + x 1 x 2 =0. მაშასადამე, x 1 არის განტოლების ფესვი x 2 −(x 1 + x 2) x + x 1 x 2 \u003d 0, რაც ნიშნავს, რომ x 1 არის ეკვივალენტური განტოლების ფესვი x 2 +p x+q=0 .

თუ განტოლებაში x 2 −(x 1 + x 2) x + x 1 x 2 \u003d 0ჩაანაცვლეთ რიცხვი x 2 x-ის ნაცვლად, მაშინ მივიღებთ ტოლობას x 2 2 −(x 1 + x 2) x 2 + x 1 x 2 =0. ეს არის სწორი განტოლება, რადგან x 2 2 −(x 1 + x 2) x 2 + x 1 x 2 = x 2 2 −x 1 x 2 −x 2 2 +x 1 x 2 =0. მაშასადამე, x 2 ასევე არის განტოლების ფესვი x 2 −(x 1 + x 2) x + x 1 x 2 \u003d 0, და აქედან გამომდინარე განტოლებები x 2 +p x+q=0 .

ეს ავსებს ვიეტას თეორემასთან საპირისპირო თეორემის დადასტურებას.

ვიეტას თეორემის გამოყენების მაგალითები

დროა ვისაუბროთ ვიეტას თეორემისა და მისი შებრუნებული თეორემის პრაქტიკულ გამოყენებაზე. ამ ქვეთავში ჩვენ გავაანალიზებთ რამდენიმე ყველაზე ტიპიური მაგალითის ამონახსნებს.

ჩვენ ვიწყებთ ვიეტას თეორემაზე საპირისპირო თეორემის გამოყენებით. მისი გამოყენება მოსახერხებელია იმის შესამოწმებლად, არის თუ არა მოცემული ორი რიცხვი მოცემული კვადრატული განტოლების ფესვები. ამ შემთხვევაში გამოითვლება მათი ჯამი და სხვაობა, რის შემდეგაც მოწმდება ურთიერთობების მართებულობა. თუ ორივე ეს მიმართება დაკმაყოფილებულია, მაშინ ვიეტას თეორემასთან საპირისპირო თეორემის ძალით დასკვნა გამოდის, რომ ეს რიცხვები განტოლების ფესვებია. თუ ერთ-ერთი მიმართება მაინც არ არის დაკმაყოფილებული, მაშინ ეს რიცხვები არ არის კვადრატული განტოლების ფესვები. ეს მიდგომა შეიძლება გამოყენებულ იქნას კვადრატული განტოლებების ამოხსნისას ნაპოვნი ფესვების შესამოწმებლად.

მაგალითი.

1) x 1 =−5, x 2 =3, ან 2), ან 3) რიცხვებიდან რომელია 4 x 2 −16 x+9=0 კვადრატული განტოლების ფესვების წყვილი?

გამოსავალი.

მოცემული კვადრატული განტოლების 4 x 2 −16 x+9=0 კოეფიციენტებია a=4 , b=−16 , c=9 . ვიეტას თეორემის მიხედვით, კვადრატული განტოლების ფესვების ჯამი უნდა იყოს −b/a, ანუ 16/4=4, ხოლო ფესვების ნამრავლი უნდა იყოს c/a, ანუ 9. /4.

ახლა გამოვთვალოთ რიცხვების ჯამი და ნამრავლი სამი მოცემულ წყვილში და შევადაროთ ისინი ახლახან მიღებულ მნიშვნელობებს.

პირველ შემთხვევაში გვაქვს x 1 +x 2 =−5+3=−2 . მიღებული მნიშვნელობა განსხვავდება 4-ისგან, შესაბამისად, შემდგომი გადამოწმება შეუძლებელია, მაგრამ თეორემით, ვიეტას თეორემის ინვერსიით, შეგვიძლია დაუყოვნებლივ დავასკვნათ, რომ რიცხვების პირველი წყვილი არ არის მოცემული კვადრატული განტოლების ფესვების წყვილი. .

გადავიდეთ მეორე შემთხვევაზე. აქ, ანუ პირველი პირობა დაკმაყოფილებულია. ჩვენ ვამოწმებთ მეორე პირობას: , მიღებული მნიშვნელობა განსხვავდება 9/4-ისგან. მაშასადამე, რიცხვების მეორე წყვილი არ არის კვადრატული განტოლების ფესვების წყვილი.

ბოლო შემთხვევა რჩება. აქ და. ორივე პირობა დაკმაყოფილებულია, ამიტომ ეს რიცხვები x 1 და x 2 არის მოცემული კვადრატული განტოლების ფესვები.

პასუხი:

თეორემა, ვიეტას თეორემის საპირისპირო, შეიძლება გამოყენებულ იქნას პრაქტიკაში კვადრატული განტოლების ფესვების შესარჩევად. ჩვეულებრივ, ირჩევა მოცემული კვადრატული განტოლებების მთელი რიცხვები კოეფიციენტებით, რადგან სხვა შემთხვევებში ამის გაკეთება საკმაოდ რთულია. ამავდროულად, ისინი იყენებენ იმ ფაქტს, რომ თუ ორი რიცხვის ჯამი უდრის კვადრატული განტოლების მეორე კოეფიციენტს, აღებული მინუს ნიშნით და ამ რიცხვების ნამრავლი უდრის თავისუფალ წევრს, მაშინ ეს რიცხვები არის ამ კვადრატული განტოლების ფესვები. მოდით გავუმკლავდეთ ამას მაგალითით.

ავიღოთ კვადრატული განტოლება x 2 −5 x+6=0 . იმისათვის, რომ რიცხვები x 1 და x 2 იყოს ამ განტოლების ფესვები, უნდა დაკმაყოფილდეს ორი ტოლობა x 1 +x 2 \u003d 5 და x 1 x 2 \u003d 6. რჩება ასეთი ნომრების არჩევა. ამ შემთხვევაში ამის გაკეთება საკმაოდ მარტივია: ასეთი რიცხვებია 2 და 3, ვინაიდან 2+3=5 და 2 3=6 . ამრიგად, 2 და 3 არის ამ კვადრატული განტოლების ფესვები.

ვიეტას თეორემასთან საპირისპირო თეორემა განსაკუთრებით მოსახერხებელია შემცირებული კვადრატული განტოლების მეორე ფესვის საპოვნელად, როდესაც ერთ-ერთი ფესვი უკვე ცნობილია ან აშკარაა. ამ შემთხვევაში, მეორე ფესვი გვხვდება რომელიმე მიმართულებიდან.

მაგალითად, ავიღოთ კვადრატული განტოლება 512 x 2 −509 x−3=0 . აქ ადვილი მისახვედრია, რომ ერთეული არის განტოლების ფესვი, ვინაიდან ამ კვადრატული განტოლების კოეფიციენტების ჯამი არის ნული. ასე რომ, x 1 = 1. მეორე ფესვი x 2 შეიძლება მოიძებნოს, მაგალითად, x 1 x 2 =c/a მიმართებიდან. გვაქვს 1 x 2 =−3/512, საიდანაც x 2 =−3/512. ასე რომ, ჩვენ განვსაზღვრეთ კვადრატული განტოლების ორივე ფესვი: 1 და −3/512.

გასაგებია, რომ ფესვების შერჩევა მიზანშეწონილია მხოლოდ უმარტივეს შემთხვევებში. სხვა შემთხვევაში, ფესვების მოსაძებნად, შეგიძლიათ გამოიყენოთ კვადრატული განტოლების ფესვების ფორმულები დისკრიმინანტის საშუალებით.

თეორემის კიდევ ერთი პრაქტიკული გამოყენება, ვიეტას თეორემის ინვერსია, არის კვადრატული განტოლებების შედგენა მოცემული ფესვებისთვის x 1 და x 2. ამისათვის საკმარისია გამოვთვალოთ ფესვების ჯამი, რომელიც იძლევა x-ის კოეფიციენტს მოცემული კვადრატული განტოლების საპირისპირო ნიშნით და ფესვების ნამრავლს, რომელიც იძლევა თავისუფალ წევრს.

მაგალითი.

დაწერეთ კვადრატული განტოლება, რომლის ფესვებია −11 და 23 რიცხვები.

გამოსავალი.

აღნიშნეთ x 1 =−11 და x 2 =23 . ჩვენ ვიანგარიშებთ ამ რიცხვების ჯამს და ნამრავლს: x 1 + x 2 \u003d 12 და x 1 x 2 \u003d −253. მაშასადამე, ეს რიცხვები არის მოცემული კვადრატული განტოლების ფესვები მეორე კოეფიციენტით -12 და თავისუფალი წევრით -253. ანუ x 2 −12·x−253=0 არის სასურველი განტოლება.

პასუხი:

x 2 −12 x−253=0 .

ვიეტას თეორემა ძალიან ხშირად გამოიყენება ამოცანების ამოხსნისას, რომლებიც დაკავშირებულია კვადრატული განტოლებების ფესვების ნიშნებთან. როგორ უკავშირდება ვიეტას თეორემა შემცირებული კვადრატული განტოლების ფესვების ნიშნებს x 2 +p x+q=0 ? აქ არის ორი შესაბამისი განცხადება:

თუ თავისუფალი წევრი q დადებითი რიცხვია და თუ კვადრატულ განტოლებას რეალური ფესვები აქვს, მაშინ ორივე დადებითია ან ორივე უარყოფითი.
თუ თავისუფალი წევრი q არის უარყოფითი რიცხვი და თუ კვადრატულ განტოლებას რეალური ფესვები აქვს, მაშინ მათი ნიშნები განსხვავებულია, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ერთი ფესვი დადებითია, მეორე კი უარყოფითი.

ეს განცხადებები გამომდინარეობს x 1 x 2 =q ფორმულიდან, ასევე დადებითი, უარყოფითი რიცხვების და სხვადასხვა ნიშნით რიცხვების გამრავლების წესებიდან. განვიხილოთ მათი გამოყენების მაგალითები.

მაგალითი.

R დადებითია. დისკრიმინაციული ფორმულის მიხედვით ვპოულობთ D=(r+2) 2 −4 1 (r−1)= r 2 +4 r+4−4 r+4=r 2 +8, გამოხატვის r 2 მნიშვნელობას. +8 არის დადებითი ნებისმიერი რეალური r, შესაბამისად D>0 ნებისმიერი რეალური r. ამრიგად, თავდაპირველ კვადრატულ განტოლებას აქვს ორი ფესვი r პარამეტრის ნებისმიერი რეალური მნიშვნელობისთვის.

ახლა გავარკვიოთ, როდის აქვთ ფესვებს განსხვავებული ნიშნები. თუ ფესვების ნიშნები განსხვავებულია, მაშინ მათი ნამრავლი უარყოფითია, ვიეტას თეორემით კი მოცემული კვადრატული განტოლების ფესვების ნამრავლი უდრის თავისუფალ წევრს. ამიტომ, ჩვენ გვაინტერესებს r-ის ის მნიშვნელობები, რომლებისთვისაც თავისუფალი ვადა r−1 უარყოფითია. ამრიგად, იმისათვის, რომ ვიპოვოთ r-ის მნიშვნელობები, რომლებიც ჩვენთვის საინტერესოა, ჩვენ გვჭირდება წრფივი უტოლობის ამოხსნა r−1<0 , откуда находим r<1 .

პასუხი:

რ<1 .

ვიეტას ფორმულები

ზემოთ ვისაუბრეთ ვიეტას თეორემაზე კვადრატული განტოლებისთვის და გავაანალიზეთ ის მიმართებები, რომლებიც მას ამტკიცებს. მაგრამ არსებობს ფორმულები, რომლებიც აკავშირებს ნამდვილ ფესვებს და კოეფიციენტებს არა მხოლოდ კვადრატული განტოლებების, არამედ კუბური განტოლებების, ოთხმაგი განტოლებების და ზოგადად, ალგებრული განტოლებებიხარისხი n. მათ ეძახიან ვიეტას ფორმულები.

ჩვენ ვწერთ Vieta ფორმულებს ფორმის n ხარისხის ალგებრული განტოლებისთვის, მაშინ როცა ვივარაუდებთ, რომ მას აქვს n ნამდვილი ფესვი x 1, x 2, ..., x n (მათ შორის შეიძლება იყოს იგივე):

მიიღეთ Vieta ფორმულები საშუალებას იძლევა მრავალწევრი ფაქტორიზაციის თეორემა, ასევე ტოლი მრავალწევრების განსაზღვრა მათი ყველა შესაბამისი კოეფიციენტის ტოლობის მეშვეობით. ასე რომ, მრავალწევრი და მისი გაფართოება ფორმის წრფივ ფაქტორებად ტოლია. ბოლო ნამრავლში ფრჩხილების გახსნით და შესაბამისი კოეფიციენტების გათანაბრებით მივიღებთ Vieta ფორმულებს.

კერძოდ, n=2-ისთვის ჩვენ უკვე ვიცნობთ ვიეტას ფორმულებს კვადრატული განტოლებისთვის.

კუბური განტოლებისთვის ვიეტას ფორმულებს აქვთ ფორმა

რჩება მხოლოდ იმის აღნიშვნა, რომ ვიეტას ფორმულების მარცხენა მხარეს არის ე.წ სიმეტრიული მრავალწევრები.

ბიბლიოგრაფია.

Ალგებრა:სახელმძღვანელო 8 უჯრედისთვის. ზოგადი განათლება ინსტიტუტები / [იუ. ნ. მაკარიჩევი, ნ.გ.მინდიუკი, კ.ი.ნეშკოვი, ს.ბ.სუვოროვა]; რედ. S.A. თელიაკოვსკი. - მე-16 გამოცემა. - მ. : განათლება, 2008. - 271გვ. : ავად. - ISBN 978-5-09-019243-9.
მორდკოვიჩი ა.გ.Ალგებრა. მე-8 კლასი. 14 საათზე, ნაწილი 1. სახელმძღვანელო საგანმანათლებლო დაწესებულებების სტუდენტებისთვის / A. G. Mordkovich. - მე-11 გამოცემა, წაშლილია. - მ.: მნემოზინა, 2009. - 215გვ.: ილ. ISBN 978-5-346-01155-2.
Ალგებრადა მათემატიკური ანალიზის დასაწყისი. მე-10 კლასი: სახელმძღვანელო. ზოგადი განათლებისთვის ინსტიტუტები: ძირითადი და პროფილი. დონეები / [იუ. მ.კოლიაგინი, მ.ვ.ტკაჩევა, ნ.ე.ფედოროვა, მ.ი.შაბუნინი]; რედ. A.B. ჟიჟჩენკო. - მე-3 გამოცემა. - მ.: განმანათლებლობა, 2010.- 368გვ. : ავად. - ISBN 978-5-09-022771-1.

ვიეტას თეორემის ფორმულირება და დამტკიცება კვადრატული განტოლებისთვის. ინვერსი ვიეტას თეორემა. ვიეტას თეორემა კუბური განტოლებისთვის და თვითნებური რიგის განტოლებისთვის.

შინაარსი

Იხილეთ ასევე: კვადრატული განტოლების ფესვები

კვადრატული განტოლებები

ვიეტას თეორემა

მოდით და აღვნიშნოთ შემცირებული კვადრატული განტოლების ფესვები
(1) .
მაშინ ფესვების ჯამი უდრის საპირისპირო ნიშნით აღებულ კოეფიციენტს. ფესვების ნამრავლი უდრის თავისუფალ ტერმინს:
;
.

შენიშვნა მრავალი ფესვის შესახებ

თუ (1) განტოლების დისკრიმინანტი არის ნული, მაშინ ამ განტოლებას აქვს ერთი ფესვი. მაგრამ, რთული ფორმულირებების თავიდან ასაცილებლად, ზოგადად მიღებულია, რომ ამ შემთხვევაში განტოლებას (1) აქვს ორი მრავალჯერადი ან ტოლი ფესვი:
.

მტკიცებულება ერთი

ვიპოვოთ (1) განტოლების ფესვები. ამისათვის გამოიყენეთ კვადრატული განტოლების ფესვების ფორმულა:
;
;
.

ფესვების ჯამის პოვნა:
.

პროდუქტის მოსაძებნად, ჩვენ ვიყენებთ ფორმულას:
.
მერე

.

თეორემა დადასტურდა.

მტკიცებულება მეორე

თუ რიცხვები და არის კვადრატული განტოლების ფესვები (1), მაშინ
.
ჩვენ ვხსნით ფრჩხილებს.

.
ამრიგად, განტოლება (1) მიიღებს ფორმას:
.
(1)-თან შედარება ვხვდებით:
;
.

თეორემა დადასტურდა.

ინვერსი ვიეტას თეორემა

დაე იყოს თვითნებური რიცხვები. მაშინ და არის კვადრატული განტოლების ფესვები
,
სადაც
(2) ;
(3) .

ვიეტას საპირისპირო თეორემის დადასტურება

განვიხილოთ კვადრატული განტოლება
(1) .
ჩვენ უნდა დავამტკიცოთ, რომ თუ და , მაშინ და არის (1) განტოლების ფესვები.

ჩაანაცვლეთ (2) და (3) (1-ში):
.
ჩვენ ვაჯგუფებთ განტოლების მარცხენა მხარის წევრებს:
;
;
(4) .

ჩანაცვლება (4)-ში:
;
.

ჩანაცვლება (4)-ში:
;
.
განტოლება შესრულებულია. ანუ რიცხვი არის (1) განტოლების ფესვი.

თეორემა დადასტურდა.

ვიეტას თეორემა სრული კვადრატული განტოლებისთვის

ახლა განიხილეთ სრული კვადრატული განტოლება
(5) ,
სად , და არის რამდენიმე რიცხვი. და .

განტოლებას (5) ვყოფთ:
.
ანუ მივიღეთ ზემოაღნიშნული განტოლება
,
სად ; .

შემდეგ ვიეტას თეორემა სრული კვადრატული განტოლებისთვის აქვს შემდეგი ფორმა.

მოდით და აღვნიშნოთ სრული კვადრატული განტოლების ფესვები
.
შემდეგ ფესვების ჯამი და პროდუქტი განისაზღვრება ფორმულებით:
;
.

ვიეტას თეორემა კუბური განტოლებისთვის

ანალოგიურად, ჩვენ შეგვიძლია დავამყაროთ კავშირი კუბური განტოლების ფესვებს შორის. განვიხილოთ კუბური განტოლება
(6) ,
სადაც , , , არის რამდენიმე რიცხვი. და .
მოდით გავყოთ ეს განტოლება:
(7) ,
სად , , .
მოდით , , იყოს (7) განტოლების (და განტოლების (6)) ფესვები. მერე

.

(7) განტოლებასთან შედარება ვხვდებით:
;
;
.

ვიეტას თეორემა n-ე ხარისხის განტოლებისთვის

ანალოგიურად, თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ კავშირი ფესვებს შორის , , ... , , n ხარისხის განტოლებისთვის
.

ვიეტას თეორემა n-ე ხარისხის განტოლებისთვის აქვს შემდეგი ფორმა:
;
;
;

.

ამ ფორმულების მისაღებად, ჩვენ ვწერთ განტოლებას შემდეგი ფორმით:
.
შემდეგ ვაიგივებთ კოეფიციენტებს , , , ... ზე და ვადარებთ თავისუფალ წევრს.

ცნობები:
ი.ნ. ბრონშტეინი, კ.ა. სემენდიაევი, მათემატიკის სახელმძღვანელო უმაღლესი საგანმანათლებლო დაწესებულებების ინჟინრებისა და სტუდენტებისთვის, ლან, 2009 წ.
ᲡᲛ. ნიკოლსკი, მ.კ. პოტაპოვი და სხვ., ალგებრა: სახელმძღვანელო საგანმანათლებლო დაწესებულებების მე-8 კლასისთვის, მოსკოვი, განათლება, 2006 წ.

Იხილეთ ასევე:

კვადრატული განტოლების ამოხსნის ერთ-ერთი მეთოდია გამოყენება VIETA ფორმულები, რომელსაც ფრანსუა ვიეტეს სახელი ეწოდა.

ის იყო ცნობილი იურისტი და მსახურობდა მე-16 საუკუნეში საფრანგეთის მეფესთან. თავისუფალ დროს სწავლობდა ასტრონომიასა და მათემატიკას. მან დაამყარა კავშირი კვადრატული განტოლების ფესვებსა და კოეფიციენტებს შორის.

ფორმულის უპირატესობები:

1 . ფორმულის გამოყენებით, შეგიძლიათ სწრაფად იპოვოთ გამოსავალი. იმის გამო, რომ თქვენ არ გჭირდებათ მეორე კოეფიციენტის კვადრატში შეყვანა, შემდეგ მისგან გამოკლება 4ac, იპოვეთ დისკრიმინანტი, ჩაანაცვლეთ მისი მნიშვნელობა ფესვების საპოვნელ ფორმულაში.

2 . გამოსავლის გარეშე, შეგიძლიათ განსაზღვროთ ფესვების ნიშნები, შეარჩიოთ ფესვების მნიშვნელობები.

3 . ორი ჩანაწერის სისტემის ამოხსნის შემდეგ, ძნელი არ არის თავად ფესვების პოვნა. ზემოთ მოყვანილ კვადრატულ განტოლებაში ფესვების ჯამი უდრის მეორე კოეფიციენტის მნიშვნელობას მინუს ნიშნით. ზემოხსენებულ კვადრატულ განტოლებაში ფესვების ნამრავლი უდრის მესამე კოეფიციენტის მნიშვნელობას.

4 . მოცემული ფესვების მიხედვით დაწერეთ კვადრატული განტოლება, ანუ ამოხსენით შებრუნებული ამოცანა. მაგალითად, ეს მეთოდი გამოიყენება თეორიულ მექანიკაში პრობლემების გადასაჭრელად.

5 . მოსახერხებელია ფორმულის გამოყენება, როდესაც წამყვანი კოეფიციენტი ერთის ტოლია.

ხარვეზები:

1 . ფორმულა არ არის უნივერსალური.