Matematik Origo 2b/2c Vux, 2022
MO
Matematik Origo 2b/2c Vux, 2022 Visa detaljer
3. Fullständiga andragradsekvationer
Fortsätt till nästa delkapitel

Uppgift 2331 Sida 74

Övning ger färdighet

Vi ombeds att bevisa följande påstående.

Om x_1 och x_2 är lösningarna till ekvationen x^2 + px + q = 0, så gäller att x_1 + x_2 = - p.

Kom ihåg att vi kan hitta lösningarna till ekvationen x^2 + px + q = 0 med hjälp av pq-formeln.

x=- p/2± sqrt((p/2)^2-q) Vi kan dela upp detta i det positiva och det negativa fallet. x_1= - p/2+ sqrt((p/2)^2-q) and x_2= - p/2- sqrt((p/2)^2-q) Låt oss ersätta dessa uttryck i x_1 + x_2.
x_1+x_2
- p/2+ sqrt((p/2)^2-q)+( - p/2- sqrt((p/2)^2-q))
- p/2+ sqrt((p/2)^2-q)-p/2- sqrt((p/2)^2-q)

Kommutativa lagen för addition

- p/2 -p/2+sqrt((p/2)^2-q)- sqrt((p/2)^2-q)
- p/2 -p/2+0

Neutralelementslagen för addition

- p/2 -p/2
- p/2 -p/2
- p-p/2
-2 p/2
- p
Vi fann att x_1 + x_2 = - p.

Vi ombeds att bevisa följande påstående.

Om x_1 och x_2 är lösningarna till ekvationen x^2 + px + q = 0, så gäller att x_1 * x_2 = - q.

Kom ihåg att vi kan hitta lösningarna till ekvationen x^2 + px + q = 0 med hjälp av pq-formeln. x=- p/2± sqrt((p/2)^2-q) Vi kan dela upp detta i det positiva och det negativa fallet. x_1= - p/2+ sqrt((p/2)^2-q) och x_2= - p/2- sqrt((p/2)^2-q) Låt oss ersätta dessa uttryck i x_1 * x_2.

x_1* x_2
( - p/2+ sqrt((p/2)^2-q))* ( - p/2- sqrt((p/2)^2-q))
((- p/2)+ sqrt((p/2)^2-q))* ((- p/2)- sqrt((p/2)^2-q))
Observera att vi kan använda formeln för att utveckla (a+b)(a-b) genom att sätta a=- p2 och b lika med roten-uttrycket.
((- p/2)+ sqrt((p/2)^2-q))* ((- p/2)- sqrt((p/2)^2-q))
(- p/2)^2- (sqrt((p/2)^2-q))^2
(- p/2)^2-(p/2)^2-q
( p/2)^2-(p/2)^2-q
0-q
- q
Vi fann att x_1 * x_2 = - q.

Alternativ lösning

Faktoriserad form av andragradsfunktionen
Vi kan också bevisa påståendet genom att använda att en andragradsfunktion x^2 + px + q med nollställen x_1 och x_2 kan skrivas på följande faktoriserade form. x^2+px+q=(x-x_1)(x-x_2) Låt oss utveckla högerledet i denna ekvation!
(x-x_1)(x-x_2)
(x-x_1)x-(x-x_1)x_2
x^2-x_1 * x-(x-x_1)x_2
x^2-x_1 * x-(x* x_2 -x_1* x_2)
x^2-x_1 * x-x* x_2 +x_1* x_2
x^2+ (- x_1 - x_2)x +x_1* x_2
Nu kan vi skriva en ekvivalent ekvation. x^2+px+q=(x-x_1)(x-x_2) ⇕ x^2+ px+ q=x^2+ ( - x_1 - x_2)x + x_1* x_2 Vi vet att denna ekvation är sann, så koefficienterna måste vara lika på båda sidor. Det innebär att p i vänsterledet måste vara lika med - x_1 - x_2 i högerledet, och att q i vänsterledet måste vara lika med x_1 * x_2 i högerledet.
p=- x_1 - x_2 & (I) q=x_1 * x_2 & (II)
- p=- (- x_1 - x_2) q=x_1 * x_2
- p=x_1+x_2 q=x_1 * x_2
Vi fann att detta ekvationssystem måste vara sant, vilket bevisar påståendena från del A och B.