Andragradsekvationer - Fördjupning
Fördjupning i ABC-formeln, diskriminanten, Viètes formler och avancerade tillämpningar av andragradsekvationer.
På den här sidan
ABC-formeln
ABC-formeln löser alla andragradsekvationer på formen , där .
Tecknet betyder att du ska undersöka både plus och minus. Vid positiv diskriminant får du två olika reella lösningar, vid noll sammanfaller de och vid negativ diskriminant saknas reella lösningar.
Exempel: allmänna lösningsformeln
Uppgift: Lös med den allmänna lösningsformeln.
- Koefficienter: .
- Sätt in i formeln:
- Förenkla:
- Lösningar:
Diskriminanten
- Om : två olika reella lösningar.
- Om : en dubbel reell lösning.
- Om : två komplexa lösningar (inga reella).
Observera
Diskriminanten ger snabbt antal och typ av lösningar utan att hela ekvationen behöver lösas.
Viètes formler
Om är rötterna till gäller:
- Snabb beräkning av summa/produkt av rötter.
- Kontroll av lösningar.
- Konstruktion av andragradsekvationer från givna rötter.
Exempel: Viètes formler
Uppgift: Bestäm summan och produkten av rötterna till utan att först lösa ekvationen.
Grafisk representation
Grafen till är en parabel.
- Riktning: uppåt, nedåt.
- Symmetrilinje: .
- Vertex: .
- y-intercept: .
- x-intercept: rötterna till ekvationen.
, med , och .
Vågrät axel: x
Varje ruta motsvarar 1 på den vågräta axeln. På den lodräta axeln motsvarar en ruta 1.
- Heldragen:
Lodrät streckad hjälplinje: .
Markerade punkter (ungefär):
- Vertex: (0; −4)
- Nollställe 1: (−2; 0)
- Nollställe 2: (2; 0)
- Antalet x-intercept motsvarar antalet reella lösningar.
- Tecknet på styr parabelns öppning.
- Symmetrilinjen ger x-koordinaten för extremvärdet.
Tillämpningar och fördjupade koncept
Kvadratkomplettering
Metoden används för att skapa en perfekt kvadrat och är central för att härleda ABC-formeln och hitta vertex.
- Härleda ABC-formeln.
- Hitta vertex för en parabel.
- Lösa vissa ekvationer utan direkt formelinsättning.
Exempel: kvadratkomplettering
Uppgift: Lös med kvadratkomplettering.
Parametriska andragradsekvationer
Parametrar kräver villkorsanalys med diskriminant och ibland Viètes formler.
Exempel: en dubbelrot
Uppgift: För vilka reella värden på har exakt en reell lösning?
Interaktiv ABC/Diskriminant/Viète-labb
Analysera valfri andragradsekvation
Ändra a, b, c och se lösningar, diskriminant och Viète-relationer i realtid.
a = 2
b = -7
c = 3
Jämför summan och produkten av de beräknade rötterna med Viètes formler. Avrundningen kan göra att de sista decimalerna skiljer sig.
Sammanfattning och tips
Avancerade tillämpningar
Optimering
Exempel: Inhägnad längs vägg
Uppgift: En rektangulär inhägnad byggs längs en vägg. Du har 100 m staket till de tre övriga sidorna. Vilka mått ger störst area?
Låt de två sidorna vinkelrätt mot väggen vara meter. Sidan parallellt med väggen blir meter, så .
Störst area fås med måtten 25 m vinkelrätt mot väggen och 50 m längs väggen.
Modellering i fysik
Exempel: Kastad boll
Uppgift: En bolls höjd i meter ges av , där är sekunder efter kastet. När når bollen sin högsta höjd, och hur hög är den?
Utmanande problem
Problem 1
Visa att om är rötter till, så gäller, förutsatt .
Tips: Använd Viètes formler och algebraiska omskrivningar.
Visa lösning steg för steg
Eftersom produkten av rötterna är är båda rötterna skilda från noll. Använd gemensam nämnare och sätt in Viètes formler.
Problem 2
För vilka reella värden på har två olika positiva rötter?
Tips: Kombinera diskriminanten med Viètes villkor för positiva rötter.
Visa lösning steg för steg
När är ekvationen linjär. För sätter vi , alltså . Sätt in och samla termer. Då får vi en produkt där minst en faktor måste vara noll.
Rötterna är alltid olika för ändligt . Den andra roten måste vara positiv. Det ger eller . Vid är den andra roten noll och räknas inte som positiv.
Vanliga frågor
Testa att du förstått
Träna uppgifter i algebra för Matematik 2. Du får facit och förklaring direkt.