Matematyka dla liceum/Funkcja kwadratowa/Wzory Viète'a

Z testwiki
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Wzory Viete'a

Szablon:Indeksuj

Szablon:Mat:Tw

Szablon:MDL:Rozszerzony

Dowód

−b−Δ2a+−b+Δ2a=−b−Δ−b+Δ2a=−2b2a=−ba

−b−Δ2a⋅−b+Δ2a=(−b−Δ)⋅(−b+Δ)4a2=b2−Δ4a2=b2−(b2−4ac)4a2=4ac4a2=ca

Wzory Viete'a są nieodłączną częścią równań i nierówności z parametrem. Tutaj jednak skupimy się na ich innym zastosowaniu.

  • Przykład 1. Nie rozwiązując równania, znajdź miejsca zerowe funkcji y=x2+5x+6

Wzory Viete'a stanowią pewne ułatwienie w wyszukiwaniu pierwiastków. Podstawmy wartości a,b,c do wzorów:

x1+x2=−51=−5

x1⋅x2=61=6

Teraz zadajemy sobie pytanie: "Sumą jakich liczb jest liczba -5, a iloczynem liczba 6?". Odpowiedź nasuwa nam się sama - liczb -2 i -3.

Rozwiązaniami są więc x1=−2 i x2=−3

Oczywiście trudniej nam odgadnąć takie rozwiązanie w pamięci. Warto także wspomnieć, że taka metoda odgadywania rozwiązań jest możliwa tylko w wypadku całkowitych pierwiastków o małej wartości. Niemniej skraca nam to czas ich szukania.

  • Przykład 2. Przekształć podane wyrażenia tak, aby można było skorzystać ze wzorów Viete'a oraz zastosuj je, aby uzyskać:

a)Kwadrat sumy pierwiastków

b)Sumę kwadratów pierwiastków

c)Sumę odwrotności kwadratów pierwiastków

d)Kwadrat różnicy pierwiastków

e)Sumę sześcianów pierwiastków

  • a) Kwadrat sumy pierwiastków wygląda następująco: (x1+x2)2 Podane wyrażenie nie wymaga żadnych przekształceń aby zastosować wzory Viete'a. Po podstawieniu ich wygląda następująco:

(−ba)2

  • b) Suma kwadratów pierwiastków wygląda następująco:

x12+x22

W takiej postaci nie da się skorzystać ze wzorów Viete'a (musi być bowiem suma albo iloczyn pierwiastków). Musimy podane wyrażenie więc przekształcić. Spróbujmy zrobić coś takiego:

(x1+x2)2 

Jednak po podniesieniu takiego wyrażenia do kwadratu otrzymamy

x12+2x1x2+x22

co nie jest równoważne z pierwotną postacią. Pojawia nam się nowy element 2x1x2. Więc żeby otrzymać wyrażenie równoważne musimy go odjąć. Otrzymamy w ten sposób:

(x1+x2)2 −2x1x2

Po podniesieniu do kwadratu i odjęciu podanej wartości otrzymamy wyrażenie równoważne pierwotnemu. Co więcej - możemy już korzystać ze wzorów Viete'a! Zapiszmy je więc:

(−ba)2−2⋅(ca)

  • c) Suma odwrotności kwadratów pierwiastków wygląda tak: 1x12+1x22

Nie można dodać takich wyrażeń ponieważ jest różny mianownik. Spróbujmy więc sprowadzić do wspólnego (wymnóżmy licznik i mianownik w pierwszym wyrażeniu przez x22)

1x12=1⋅x22x12⋅x22=x22x22x12

Teraz zróbmy to samo z drugim wyrażeniem, jednak wymnóżmy przez x12:

1x22=1⋅x12x22⋅x12=x12x22x12

Szablon:Infobox

Dodajmy teraz powstałe wyrażenia:

x22x12x22+x12x12x22=x12+x22x12x22=(x1+x2)2−2x1x2(x1x2)2

Możemy już korzystać ze wzorów Viete'a. Podstawmy wartości: (−ba)2−2⋅ca(ca)2

  • d) Kwadrat różnicy: (x1−x2)2

(x1−x2)2=x12−2x1x2+x22=x12+x22−2x1x2=(x1+x2)2−2x1x2−2x1x2=(x1+x2)2−4x1x2

Podstawiamy wartości ze wzorów Viete'a:

(−ba)2−4⋅ca

  • e) Suma sześcianów: x13+x23

Korzystamy ze wzoru skróconego mnożenia na sumę sześcianów:

(x1+x2)(x12−x1x2+x22)=(x1+x2)(x12+x22−x1x2)=

=(x1+x2)((x1+x2)2−2x1x2−x1x2)=(x1+x2)((x1+x2)2−3x1x2) 

Podstawiamy wzory Viete'a i otrzymujemy:

(−ba)((−ba)2−3⋅ca)


Szablon:Nawigacja