Как найти корни уравнения через теорему виета - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

После того, как вы внимательно изучите, как решать квадратные уравнения обычным образом с помощью
формулы для корней
можно рассмотреть другой способ решения квадратных уравнений — с помощью теоремы Виета.

Перед тем, как изучить теорему Виета, хорошо потренируйтесь в
определении коэффициентов
«a», «b» и «с» в квадратных уравнениях.
Без этого вам будет трудно применить теорему Виета.

Когда можно применить теорему Виета

Не ко всем квадратным уравнениям имеет смысл использовать эту теорему.
Применять теорему Виета имеет смысл только к приведённым квадратным уравнениям.

Запомните!

Приведенное квадратное уравнение — это уравнение, в котором старший
коэффициент «a = 1».
В общем виде приведенное квадратное уравнение выглядит следующим образом:

x² + px + q = 0

Обратите внимание, что разница с обычным общим видом
квадратного уравнения «ax² + bx + c = 0» в том, что в
приведённом уравнении «x² + px + q = 0» коэффициент
«а = 1».

Если сравнить приведенное квадратное уравнение «x² + px + q = 0» с обычным общим видом квадратного
уравнения «ax² + bx + c = 0», то становится видно,
что
«p = b», а «q = c».

Теперь давайте на примерах разберем, к каким уравнениям можно применять теорему Виета, а где это не целесообразно.

Уравнение	Коэффициенты	Вывод
x² − 7x + 1 = 0	a = 1 p = −7 q = 1	Так как «a = 1» можно использовать теорему Виета.
3x² − 1 + x = 0 Приведем уравнение к общему виду: 3x² + x − 1 = 0	a = 3 p = 1 q = −1	Так как «a = 3» не следует использовать теорему Виета.
−x² = −3 + 2x Приведем уравнение к общему виду: −x² + 3 − 2x = 0 −x² − 2x + 3 = 0	a = −1 p = −2 q = 3	Так как «a = −1» не следует использовать теорему Виета.

Уравнение

Коэффициенты

Вывод

x² − 7x + 1 = 0

a = 1
p = −7
q = 1

Так как «a = 1» можно использовать теорему Виета.

3x² − 1 + x = 0

Приведем уравнение к общему виду:

3x² + x − 1 = 0

a = 3
p = 1
q = −1

Так как «a = 3» не следует использовать теорему Виета.

−x² = −3 + 2x

Приведем уравнение к общему виду:

−x² + 3 − 2x = 0
−x² − 2x + 3 = 0

a = −1
p = −2
q = 3

Так как «a = −1» не следует использовать теорему Виета.

Как использовать теорему Виета

Теперь мы готовы перейти к самому методу Виета для решения квадратных уравнений.

Запомните!

Теорема Виета для приведённых квадратных уравнений «x² + px + q = 0» гласит
что справедливо следующее:

, где «x₁» и «x₂» — корни этого уравнения.

Чтобы было проще запомнить формулу Виета, следует запомнить:
«Коэффициент «p» —
значит плохой, поэтому он берется со знаком минус».

Рассмотрим пример.

x² + 4x − 5 = 0

Так как в этом уравнении «a = 1», квадратное уравнение
считается приведённым, значит, можно
использовать метод Виета.
Выпишем коэффициенты «p» и «q».

p = 4
q = −5

Запишем теорему Виета для квадратного уравнения.

	x₁ + x₂ = −4
x₁ · x₂ = −5

Методом подбора мы приходим к тому, что корни уравнения
«x₁ = −5» и «x₂ = 1». Запишем ответ.

Ответ: x₁ = −5; x₂ = 1

Рассмотрим другой пример.

x² + x − 6 = 0

Старший коэффициент «a = 1» поэтому можно применять теорему Виета.

	x₁ + x₂ = −1
x₁ · x₂ = −6

Методом подбора получим, что корни уравнения
«x₁ = −3» и «x₂ = 2». Запишем ответ.

Ответ: x₁ = −3; x₂ = 2

Важно!

Если у вас не получается решить уравнение с помощью теоремы Виета, не отчаивайтесь.
Вы всегда можете решить любое квадратное уравнение, используя
формулу для нахождения корней.

Деление уравнение на первый коэффициент

Рассмотрим уравнение, которое по заданию требуется решить, используя теорему Виета.

2x² − 16x − 18 = 0

Сейчас в уравнении «a = 2»,
поэтому перед тем, как использовать теорему Виета нужно сделать так, чтобы «a = 1».

Для этого достаточно разделить все уравнение на «2».
Таким образом, мы сделаем квадратное уравнение приведённым.

2x² − 16x − 18 = 0 | (:2)
2x²(:2) − 16x(:2) − 18(:2) = 0
x² − 8x − 9 = 0

Теперь «a = 1» и можно смело записывать формулу Виета и находить корни методом подбора.

	x₁ + x₂ = −(−8)
x₁ · x₂ = −9

Методом подбора получим, что корни уравнения
«x₁ = 9» и «x₂ = −1». Запишем ответ.

Ответ: x₁ = 9; x₂ = −1

Бывают задачи, где требуется найти не только корни уравнения, но и коэффициенты самого уравнения. Например, как в такой задаче.

Корни «x₁» и
«x₂» квадратного уравнения
«x² + px + 3 = 0» удовлетворяют
условию «x₂ = 3x₁».
Найти «p», «x₁»,
«x₂».

Запишем теорему Виета для этого уравнения.

По условию дано, что
«x₂ = 3x₁».
Подставим это выражение в систему вместо «x₂».

	x₁ + 3x₁ = −p
x₁ · 3x₁ = 3

Решим полученное квадратное уравнение «x₁² = 1»
методом подбора и найдем «x₁».

x₁² = 1

(Первый корень) x₁ = 1
(Второй корень) x₁ = −1

Мы получили два значения «x₁».
Для каждого из полученных значений найдем «p» и запишем все полученные результаты в ответ.

(Первый корень) x₁ = 1

Найдем
«x₂»

x₁ · x₂ = 3
1 · x₂ = 3
x₂ = 3

Найдем «p»

x₁ + x₂ = −p
1 + 3 = −p
4 = −p
p = −4;
(Второй корень) x₁ = −1

Найдем «x₂»

x₁ · x₂ = 3
−1 · x₂ = 3
−x₂ = 3 | ·(−1)
x₂ = −3

Найдем «p»

x₁ + x₂ = −p
−1 + −3 = −p
−4 = −p
p = 4

Ответ: (x₁ = 1; x₂ = 3; p = −4) и
(x₁ = −1; x₂ = −3; p = 4)

Теорема Виета в общем виде

В школьном курсе математики теорему Виета используют только для приведённых уравнений,
где старший коэффициент «a = 1», но, на самом деле, теорему Виета можно применить к любому квадратному уравнению.

В общем виде теорема Виета для квадратного уравнения выглядит так:

Убедимся в правильности этой теоремы на примере. Рассмотрим неприведённое квадратное уравнение.

3x² + 3x − 18 = 0

Используем для него теорему Виета в общем виде.

	x₁ + x₂ = −1
x₁ · x₂ = −6

Методом подбора получим, что корни уравнения
«x₁ = −3» и «x₂ = 2». Запишем ответ.

Ответ: x₁ = −3; x₂ = 2

В заданиях школьной математики мы не рекомендуем использовать теорему Виета в общем виде.

Другими словами, реальную пользу теорема Виета приносит только для приведённых квадратных уравнений, в
которых «a = 1».
Именно в таких случаях она не усложняет жизнь, а позволят без дополнительных расчетов быстро найти корни.

Ваши комментарии

Важно!

Чтобы оставить комментарий, вам нужно войти на наш сайт при помощи

«ВКонтакте».

Оставить комментарий:

Источник

Теорема Виета помогает решать квадратные уравнения путём подбора. В этой статье даны определения, доказательства, формулы и примеры решений квадратных уравнений для чайников.

Что такое теорема Виета

Франсуа Виет (1540-1603 гг) – математика, создатель знаменитых формул Виета

Теорема Виета нужна для быстрого решения квадратных уравнений (простыми словами).

Если более подробно, то теорема Виета – это сумма корней данного квадратного уравнения равняется второму коэффициенту, который взят с противоположным знаком, а произведение равно свободному члену. Это свойство обладает любым приведённым квадратным уравнением, у которого есть корни.

При помощи теоремы Виета можно легко решать квадратные уравнения путём подбора, поэтому скажем “спасибо” этому математику с мечем в руках за наш счастливый 7 класс.

Нужна помощь в написании работы?

Написание учебной работы за 1 день от 100 рублей. Посмотрите отзывы наших клиентов и узнайте стоимость вашей работы.

Подробнее

Доказательство теоремы Виета

Чтобы доказать теорему, можно воспользоваться известными формулами корней, благодаря которым составим сумму и произведение корней квадратного уравнения. Только после этого мы сможем убедиться, что они равны и, соответственно, .

Допустим у нас есть уравнение: . У этого уравнения есть такие корни: и . Докажем, что , .

По формулам корней квадратного уравнения:

${x_1} = {-p + sqrt{D}over{2a}}$ , ${x_2} = {p - sqrt{D}over{2a}}$ .

1. Найдём сумму корней:

${x_1 + x_2} = {-p + sqrt{D}over{2a}} + {-p - sqrt{D}over{2a}} = {-p + sqrt{D} - p - sqrt{D}over{2a}} = -p$ .

Разберём это уравнение, как оно у нас получилось именно таким:

= .

Шаг 1. Приводим дроби к общему знаменателю, получается:

= = .

Шаг 2. У нас получилась дробь, где нужно раскрыть скобки:

= = . Сокращаем дробь на 2 и получаем:

Мы доказали соотношение для суммы корней квадратного уравнения по теореме Виета.

2. Найдём произведение корней:

${x_1 * x_2} = {-p + sqrt{D}over{2}} * {-p - sqrt{D}over{2}} = {(-p + sqrt{D}) * (-p - sqrt{D})over{4}}$ =

= = ${p^2 - D}over{4}}$ = ${{p^2 - (p^2 - 4q)}over{4}}$ = ${p^2 - p^2 + 4q}over{4}}$ = .

Докажем это уравнение:

${x_1 * x_2} = {-p + sqrt{D}over{2a}} * {-p - sqrt{D}over{2a}}$ .

Шаг 1. Есть правило умножение дробей, по которому мы и умножаем данное уравнение:

${(-p + sqrt{D}) * (-p - sqrt{D})over{4a^2}}$ .

Шаг 2. Далее выполняется умножение скобку на скобку (в числителе). Можно воспользоваться формулой сокращённого умножения (ФСУ) – формула разности, откуда получается:

${(-p + sqrt{D} * (-p - sqrt{D})over{4a^2}} = {{(-p)^2 - (sqrt{D})^2}over{4a^2}}$ .

Теперь вспоминаем определение квадратного корня и считаем:

${{(-p){^2} - (sqrt{D})^2}over{4a^2}}$ = ${p^2 - Dover{4a^2}}$ .

Шаг 3. Вспоминаем дискриминант квадратного уравнения: . Поэтому в последнюю дробь вместо D (дискриминанта) мы подставляем , тогда получается:

${b^2 - D}over{4a^2}$ = ${b^2 - (b^2 - 4 * a * c)}over{4a^2}$ .

Шаг 4. Раскрываем скобки и приводим подобные слагаемые к дроби:

${4 * a * cover{4 * a^2}}$ .

Шаг 5. Сокращаем «4a» и получаем .

Вот мы и доказали соотношение для произведения корней по теореме Виета.

ВАЖНО! Если дискриминант равняется нулю, тогда у квадратного уравнения всего один корень.

Теорема, обратная теореме Виета

По теореме, обратной теореме Виета можно проверять, правильно ли решено наше уравнение. Чтобы понять саму теорему, нужно более подробно её рассмотреть.

Если числа и такие:

и , тогда они и есть корнями квадратного уравнения .

Доказательство обратной теоремы Виета

Шаг 1. Подставим в уравнение выражения для его коэффициентов:

$x^2 - (x_1 + x_2)x + x_{1} * x_{2} = 0$

Шаг 2. Преобразуем левую часть уравнения:

$x^2 - x_1 * x - x_2 * x + x_{1} * x_{2} = 0$ ;

Шаг 3. Найдём Корни уравнения , а для этого используем свойство о равенстве произведения нулю:

или . Откуда и получается: или .

Примеры с решениями по теореме Виета

Задание

Найдите сумму, произведение и сумму квадратов корней квадратного уравнения , не находя корней уравнения.

Решение

Шаг 1. Вспомним формулу дискриминанта . Подставляем наши цифры под буквы. То есть, , – это заменяет , а . Отсюда следует:

. Получается:

. Если дискриминант больше нуля, тогда у уравнения есть корни. По теореме Виета их сумма , а произведение .

Выразим сумму квадратов корней через их сумму и произведение:

Ответ

7; 12; 25.

Задание

Решите уравнение . При этом не применяйте формулы квадратного уравнения.

Решение

У данного уравнения есть корни, которые по дискриминанту (D) больше нуля. Соответственно, по теореме Виета сумма корней этого уравнения равна 4, а произведение – 5. Сначала определяем делители числа , сумма которых равняется 4. Это числа «5» и «-1». Их произведение равно – 5, а сумма – 4. Значит, по теореме, обратной теореме Виета, они являются корнями данного уравнения.

Ответ

Задание

Найдите, если это возможно, сумму и произведение корней уравнения:

Решение

. Так как дискриминант меньше нуля, значит у уравнения нет корней.

Ответ

Нет корней.

Задание

Составьте уравнение, каждый корень которого в два раза больше соответствующего корня уравнения:

Решение

По теореме Виета сумма корней данного уравнения равна 12, а произведение = 7. Значит, два корня положительны.

Сумма корней нового уравнения будет равна:

, а произведение .

По теореме, обратной теореме Виета, новое уравнение имеет вид:

Ответ

Получилось уравнение, каждый корень которого в два раза больше:

Итак, мы рассмотрели, как решать уравнение при помощи теоремы Виета. Очень удобно пользоваться данной теоремой, если решаются задания, которые связаны со знаками корней квадратных уравнений. То есть, если в формуле свободный член – число положительное, и если в квадратном уравнении имеются действительные корни, тогда они оба могут быть либо отрицательными, либо положительными.

А если свободный член – отрицательное число, и если в квадратном уравнении есть действительные корни, тогда оба знака будут разными. То есть, если один корень положительный, тогда другой корень будет только отрицательный.

Полезные источники:

Дорофеев Г. В., Суворова С. Б., Бунимович Е. А. Алгебра 8 класс: Москва “Просвещение”, 2016 – 318 с.
Рубин А. Г., Чулков П. В. – учебник Алгебра 8 класс:Москва “Баласс”, 2015 – 237 с.
Никольский С. М., Потопав М. К., Решетников Н. Н., Шевкин А. В. – Алгебра 8 класс: Москва “Просвещение”, 2014 – 300

Источник

В восьмом классе, учащиеся знакомятся с
квадратными уравнениями и способами их решения.
При этом, как показывает опыт, большинство
учащихся при решении полных квадратных
уравнений применяют только один способ –
формулу корней квадратного уравнения. Для
учеников, хорошо владеющих навыками устного
счета, этот способ явно нерационален. Решать
квадратные уравнения учащимся приходится часто
и в старших классах, а там тратить время на расчет
дискриминанта просто жалко. На мой взгляд, при
изучении квадратных уравнений, следует уделить
больше времени и внимания применению теоремы
Виета (по программе А.Г. Мордковича Алгебра-8, на
изучение темы “Теорема Виета. Разложение
квадратного трехчлена на линейные множители”
запланировано только два часа).

В большинстве учебников алгебры эта теорема
формулируется для приведенного квадратного
уравнения и гласит, что если уравнение имеет корни и , то для них выполняются
равенства , . Затем
формулируется утверждение, обратное к теореме
Виета, и предлагается ряд примеров для отработки
этой темы.

Возьмем конкретные примеры и проследим на них
логику решения с помощью теоремы Виета.

Пример 1. Решить уравнение .

Решение.

Допустим, это уравнение имеет корни, а именно, и . Тогда по теореме Виета
одновременно должны выполняться равенства

Обратим внимание, что произведение корней –
положительное число. А значит, корни уравнения
одного знака. А так как сумма корней также
является положительным числом, делаем вывод, что
оба корня уравнения – положительные. Вернемся
снова к произведению корней. Допустим, что корни
уравнения – целые положительные числа. Тогда
получить верное первое равенство можно только
двумя способами (с точностью до порядка
множителей):
или . Проверим
для предложенных пар чисел выполнимость второго
утверждения теоремы Виета: . Таким образом, числа 2 и 3
удовлетворяют обоим равенствам, а значит, и
являются корнями заданного уравнения.

Ответ: 2; 3.

Выделим основные этапы рассуждений при решении
приведенного квадратного уравнения с помощью теоремы Виета:

записать утверждение теоремы Виета

(*)

(первым равенством рекомендуется записывать
произведение корней);

определить знаки корней уравнения (Если
произведение и сумма корней – положительные, то
оба корня – положительные числа. Если
произведение корней – положительное число, а
сумма корней – отрицательное, то оба корня –
отрицательные числа. Если произведение корней –
отрицательное число, то корни имеют разные знаки.
При этом, если сумма корней – положительная, то
больший по модулю корень является положительным
числом, а если сумма корней меньше нуля, то
больший по модулю корень – отрицательное число);
подобрать пары целых чисел, произведение
которых дает верное первое равенство в записи (*);
из найденных пар чисел выбрать ту пару, которая
при подстановке во второе равенство в записи (*)
даст верное равенство;
указать в ответе найденные корни уравнения.

Приведем еще примеры.

Пример 2. Решите уравнение .

Решение.

Пусть и — корни
заданного уравнения. Тогда по теореме Виета Заметим, что
произведение – положительное, а сумма –
отрицательное число. Значит, оба корня –
отрицательные числа. Подбираем пары множителей,
дающих произведение 10 (-1 и -10; -2 и -5). Вторая пара
чисел в сумме дает -7. Значит, числа -2 и -5 являются
корнями данного уравнения.

Ответ: -2; -5.

Пример 3. Решите уравнение .

Решение.

Пусть и — корни
заданного уравнения. Тогда по теореме Виета Заметим, что
произведение – отрицательное. Значит, корни –
разного знака. Сумма корней – также
отрицательное число. Значит, больший по модулю
корень – отрицательный. Подбираем пары
множителей, дающих произведение -10 (1 и -10; 2 и -5).
Вторая пара чисел в сумме дает -3. Значит, числа 2 и
-5 являются корнями данного уравнения.

Ответ: 2; -5.

Заметим, что теорему Виета в принципе можно
сформулировать и для полного квадратного
уравнения: если квадратное уравнение имеет корни и , то для них выполняются
равенства , . Однако
применение этой теоремы довольно проблематично,
так как в полном квадратном уравнении по крайней
мере один из корней (при их наличии, конечно)
является дробным числом. А работать с подбором
дробей долго и трудно. Но все-таки выход есть.

Рассмотрим полное квадратное уравнение . Умножим обе
части уравнения на первый коэффициент а и
запишем уравнение в виде . Введем новую переменную и получим
приведенное квадратное уравнение , корни которого и (при их наличии) могут быть
найдены по теореме Виета. Тогда корни исходного
уравнения будут . Обратим внимание, что составить
вспомогательное приведенное уравнение очень просто:
второй коэффициент сохраняется, а третий
коэффициент равен произведению ас. При
определенном навыке учащиеся сразу составляют
вспомогательное уравнение, находят его корни по
теореме Виета и указывают корни заданного
полного уравнения. Приведем примеры.

Пример 4. Решите уравнение .

Решение

Составим вспомогательное уравнение и по теореме
Виета найдем его корни . А значит, корни исходного уравнения .

Ответ: .

Пример 5. Решите уравнение .

Решение

Вспомогательное уравнение имеет вид . По теореме
Виета его корни . Находим корни исходного уравнения .

Ответ: .

И еще один случай, когда применение теоремы
Виета позволяет устно найти корни полного
квадратного уравнения. Нетрудно доказать, что число
1 является корнем уравнения , тогда и только тогда, когда . Второй
корень уравнения находится по теореме Виета и
равен . Еще
одно утверждение: чтобы число –1 являлось
корнем уравнения необходимо и достаточно, чтобы . Тогда второй
корень уравнения по теореме Виета равен . Аналогичные
утверждения можно сформулировать и для
приведенного квадратного уравнения.

Пример 6. Решите уравнение .

Решение

Заметим, что сумма коэффициентов уравнения
равна нулю. Значит, корни уравнения .

Ответ: .

Пример 7. Решите уравнение .

Решение

Для коэффициентов этого уравнения выполняется
свойство
(действительно, 1-(-999)+(-1000)=0). Значит, корни
уравнения .

Ответ: ..

Примеры на применение теоремы Виета

Задание 1. Решите приведенное квадратное
уравнение с помощью теоремы Виета.

1. 6. 11. 16.

2.
7. 12. 17.

3. 8. 13. 18.

4. 9. 14. 19.

5. 10. 15. 20.

Задание 2. Решите полное квадратное уравнение
с помощью перехода к вспомогательному
приведенному квадратному уравнению.

1. 6. 11. 16.

2. 7. 12. 17.

3. 8. 13. 18.

4. 9. 14. 19.

5. 10. 15. 20.

Задание 3. Решите квадратное уравнение с
помощью свойства .

1.
6. 11. 16.

2. 7. 12. 17.

3. 8. 13. 18.

4. 9. 14. 19.

5. 10. 15. 20.

Источник

Теорема Виета

7 ноября 2011

В математике существуют специальные приемы, с которыми многие квадратные уравнения решаются очень быстро и без всяких дискриминантов. Более того, при надлежащей тренировке многие начинают решать квадратные уравнения устно, буквально «с первого взгляда».

К сожалению, в современном курсе школьной математики подобные технологии почти не изучаются. А знать надо! И сегодня мы рассмотрим один из таких приемов — теорему Виета. Для начала введем новое определение.

Квадратное уравнение вида x² + bx + c = 0 называется приведенным. Обратите внимание: коэффициент при x² равен 1. Никаких других ограничений на коэффициенты не накладывается.

Примеры:

x² + 7x + 12 = 0 — это приведенное квадратное уравнение;
x² − 5x + 6 = 0 — тоже приведенное;
2x² − 6x + 8 = 0 — а вот это нифига не приведенное, поскольку коэффициент при x² равен 2.

Разумеется, любое квадратное уравнение вида ax² + bx + c = 0 можно сделать приведенным — достаточно разделить все коэффициенты на число a. Мы всегда можем так поступить, поскольку из определения квадратного уравнения следует, что a ≠ 0.

Правда, далеко не всегда эти преобразования будут полезны для отыскания корней. Чуть ниже мы убедимся, что делать это надо лишь тогда, когда в итоговом приведенном квадратом уравнении все коэффициенты будут целочисленными. А пока рассмотрим простейшие примеры:

Задача. Преобразовать квадратное уравнение в приведенное:

3x² − 12x + 18 = 0;

−4x² + 32x + 16 = 0;

1,5x² + 7,5x + 3 = 0;

2x² + 7x − 11 = 0.

Разделим каждое уравнение на коэффициент при переменной x². Получим:

3x² − 12x + 18 = 0 ⇒ x² − 4x + 6 = 0 — разделили все на 3;
−4x² + 32x + 16 = 0 ⇒ x² − 8x − 4 = 0 — разделили на −4;
1,5x² + 7,5x + 3 = 0 ⇒ x² + 5x + 2 = 0 — разделили на 1,5, все коэффициенты стали целочисленными;
2x² + 7x − 11 = 0 ⇒ x² + 3,5x − 5,5 = 0 — разделили на 2. При этом возникли дробные коэффициенты.

Как видите, приведенные квадратные уравнения могут иметь целые коэффициенты даже в том случае, когда исходное уравнение содержало дроби.

Теперь сформулируем основную теорему, для которой, собственно, и вводилось понятие приведенного квадратного уравнения:

Теорема Виета. Рассмотрим приведенное квадратное уравнение вида x² + bx + c = 0. Предположим, что это уравнение имеет действительные корни x₁ и x₂. В этом случае верны следующие утверждения:

x₁ + x₂ = −b. Другими словами, сумма корней приведенного квадратного уравнения равна коэффициенту при переменной x, взятому с противоположным знаком;

x₁ · x₂ = c. Произведение корней квадратного уравнения равно свободному коэффициенту.

Примеры. Для простоты будем рассматривать только приведенные квадратные уравнения, не требующие дополнительных преобразований:

x² − 9x + 20 = 0 ⇒ x₁ + x₂ = − (−9) = 9; x₁ · x₂ = 20; корни: x₁ = 4; x₂ = 5;
x² + 2x − 15 = 0 ⇒ x₁ + x₂ = −2; x₁ · x₂ = −15; корни: x₁ = 3; x₂ = −5;
x² + 5x + 4 = 0 ⇒ x₁ + x₂ = −5; x₁ · x₂ = 4; корни: x₁ = −1; x₂ = −4.

Теорема Виета дает нам дополнительную информацию о корнях квадратного уравнения. На первый взгляд это может показаться сложным, но даже при минимальной тренировке вы научитесь «видеть» корни и буквально угадывать их за считанные секунды.

Задача. Решите квадратное уравнение:

x² − 9x + 14 = 0;

x² − 12x + 27 = 0;

3x² + 33x + 30 = 0;

−7x² + 77x − 210 = 0.

Попробуем выписать коэффициенты по теореме Виета и «угадать» корни:

x² − 9x + 14 = 0 — это приведенное квадратное уравнение.
По теореме Виета имеем: x₁ + x₂ = −(−9) = 9; x₁ · x₂ = 14. Несложно заметить, что корни — числа 2 и 7;
x² − 12x + 27 = 0 — тоже приведенное.
По теореме Виета: x₁ + x₂ = −(−12) = 12; x₁ · x₂ = 27. Отсюда корни: 3 и 9;
3x² + 33x + 30 = 0 — это уравнение не является приведенным. Но мы это сейчас исправим, разделив обе стороны уравнения на коэффициент a = 3. Получим: x² + 11x + 10 = 0.
Решаем по теореме Виета: x₁ + x₂ = −11; x₁ · x₂ = 10 ⇒ корни: −10 и −1;
−7x² + 77x − 210 = 0 — снова коэффициент при x² не равен 1, т.е. уравнение не приведенное. Делим все на число a = −7. Получим: x² − 11x + 30 = 0.
По теореме Виета: x₁ + x₂ = −(−11) = 11; x₁ · x₂ = 30; из этих уравнений легко угадать корни: 5 и 6.

Из приведенных рассуждений видно, как теорема Виета упрощает решение квадратных уравнений. Никаких сложных вычислений, никаких арифметических корней и дробей. И даже дискриминант (см. урок «Решение квадратных уравнений») нам не потребовался.

Разумеется, во всех размышлениях мы исходили из двух важных предположений, которые, вообще говоря, не всегда выполняются в реальных задачах:

Квадратное уравнение является приведенным, т.е. коэффициент при x² равен 1;
Уравнение имеет два различных корня. С точки зрения алгебры, в этом случае дискриминант D > 0 — по сути, мы изначально предполагаем, что это неравенство верно.

Однако в типичных математических задачах эти условия выполняются. Если же в результате вычислений получилось «плохое» квадратное уравнение (коэффициент при x² отличен от 1), это легко исправить — взгляните на примеры в самом начале урока. Про корни вообще молчу: что это за задача, в которой нет ответа? Конечно, корни будут.

Таким образом, общая схема решения квадратных уравнений по теореме Виета выглядит следующим образом:

Свести квадратное уравнение к приведенному, если это еще не сделано в условии задачи;
Если коэффициенты в приведенном квадратном уравнении получились дробными, решаем через дискриминант. Можно даже вернуться к исходному уравнению, чтобы работать с более «удобными» числами;
В случае с целочисленными коэффициентами решаем уравнение по теореме Виета;
Если в течение нескольких секунд не получилось угадать корни, забиваем на теорему Виета и решаем через дискриминант.

Задача. Решите уравнение: 5x² − 35x + 50 = 0.

Итак, перед нами уравнение, которое не является приведенным, т.к. коэффициент a = 5. Разделим все на 5, получим: x² − 7x + 10 = 0.

Все коэффициенты квадратного уравнения целочисленные — попробуем решить по теореме Виета. Имеем: x₁ + x₂ = −(−7) = 7; x₁ · x₂ = 10. В данном случае корни угадываются легко — это 2 и 5. Считать через дискриминант не надо.

Задача. Решите уравнение: −5x² + 8x − 2,4 = 0.

Смотрим: −5x² + 8x − 2,4 = 0 — это уравнение не является приведенным, разделим обе стороны на коэффициент a = −5. Получим: x² − 1,6x + 0,48 = 0 — уравнение с дробными коэффициентами.

Лучше вернуться к исходному уравнению и считать через дискриминант: −5x² + 8x − 2,4 = 0 ⇒ D = 8² − 4 · (−5) · (−2,4) = 16 ⇒ … ⇒ x₁ = 1,2; x₂ = 0,4.

Задача. Решите уравнение: 2x² + 10x − 600 = 0.

Для начала разделим все на коэффициент a = 2. Получится уравнение x² + 5x − 300 = 0.

Это приведенное уравнение, по теореме Виета имеем: x₁ + x₂ = −5; x₁ · x₂ = −300. Угадать корни квадратного уравнения в данном случае затруднительно — лично я серьезно «завис», когда решал эту задачу.

Придется искать корни через дискриминант: D = 5² − 4 · 1 · (−300) = 1225 = 35². Если вы не помните корень из дискриминанта, просто отмечу, что 1225 : 25 = 49. Следовательно, 1225 = 25 · 49 = 5² · 7² = 35².

Теперь, когда корень из дискриминанта известен, решить уравнение не составит труда. Получим: x₁ = 15; x₂ = −20.

Смотрите также:

Следствия из теоремы Виета
Как решать квадратные уравнения
Тест к уроку «Округление с избытком и недостатком» (1 вариант)
Что такое ЕГЭ по математике 2011 и как его сдавать
Уравнение плоскости в задаче C2. Часть 1: матрицы и определители
Тест по задачам B14: легкий уровень, 1 вариант

Источник

Теорема Виета

Обратная теорема
Решение примеров

Теорема Виета:

Сумма корней приведённого квадратного уравнения

x² + px + q = 0

равна второму коэффициенту, взятому с противоположным знаком, а произведение корней равно свободному члену

x₁ + x₂ = -p, x₁ · x₂ = q.

Доказательство:

Если приведённое квадратное уравнение имеет вид

x² + px + q = 0,

то его корни равны:

где D = p² — 4q. Чтобы доказать теорему, сначала найдём сумму корней:

а теперь найдём их произведение:

Равенства, показывающие зависимость между корнями и коэффициентами квадратного уравнения:

x₁ + x₂ = —p,

x₁ · x₂ = q

называются формулами Виета.

Примечание: если дискриминант равен нулю (D = 0), то подразумевается, что уравнение имеет не один корень, а два равных корня.

Обратная теорема

Теорема:

Если сумма двух чисел равна -p, а их произведение равно q, то эти числа являются корнями приведённого квадратного уравнения:

x² + px + q = 0.

Доказательство:

Пусть дано x₁ + x₂ = —p, значит, x₂ = —p — x₁. Подставим это выражение в равенство x₁ · x₂ = q, получим:

x₁(-p — x₁) = q;

—px₁ — x₁² = q;

x₁² + px₁ + q = 0.

Это доказывает, что число x₁ является корнем уравнения x² + px + q = 0. Точно так же можно доказать, что и число x₂ является корнем для этого уравнения.

Решение примеров

Зависимость между корнями и коэффициентами квадратного уравнения позволяет в некоторых случаях находить корни уравнения устно, не используя формулу корней.

Пример 1. Найти корни уравнения:

x² — 3x + 2 = 0.

Решение: Так как

x₁ + x₂ = -(-3) = 3;

x₁ · x₂ = 2;

очевидно, что корни равны 1 и 2:

1 + 2 = 3;

1 · 2 = 2.

Подставив числа 1 и 2 в уравнение, убедимся, что корни найдены правильно:

1² — 3 · 1 + 2 = 0

2² — 3 · 2 + 2 = 0.

Ответ: 1, 2.

Пример 2. Найти корни уравнения:

x² + 8x + 15 = 0.

Решение:

x₁ + x₂ = -8;

x₁ · x₂ = 15.

Методом подбора находим, что корни равны -3 и -5:

-3 + -5 = -8;

-3 · -5 = 15.

Ответ: -3, -5.

С помощью теоремы, обратной теореме Виета, можно составлять квадратное уравнение по его корням.

Пример 1. Составить квадратное уравнение по его корням:

x₁ = -3, x₂ = 6.

Решение: Так как x₁ = -3, x₂ = 6 корни уравнения x² + px + q = 0, то по теореме, обратной теореме Виета, составим уравнения:

p = -(x₁ + x₂) = -(-3 + 6) = -3;

q = x₁ · x₂ = -3 · 6 = -18.

Следовательно, искомое уравнение:

x² — 3x — 18 = 0.

Ответ: x² — 3x — 18 = 0.

Пример 2. Записать приведённое квадратное уравнение, имеющее корни:

x₁ = 2, x₂ = 3.

Решение:

p = -(x₁ + x₂) = -(2 + 3) = -5;

q = x₁ · x₂ = 2 · 3 = 6.

Ответ: x² — 5x + 6 = 0.

Источник

1.	6.	11.	16.
2.	7.	12.	17.
3.	8.	13.	18.
4.	9.	14.	19.
5.	10.	15.	20.