Биквадратные уравнения с параметром как решать

Видео:Биквадратное уравнение с параметром ( от израильского абитуриента )Скачать

Биквадратное уравнение с параметром ( от израильского абитуриента )

О некоторых классах параметрических задач

Разделы: Математика

Изучение многих физических и геометрических закономерностей часто приводит к решению задач с параметрами. Очевидно, что задачи с параметрами являются задачами исследовательского характера, поэтому решение таких задач на уроках алгебры и начал анализа направлены на приобщение учащихся к активным формам получения знаний, самообучение и саморазвитие.

Как известно, в отношении уравнений с параметрами встречаются две постановки задачи.

  1. Решить уравнение (для каждого значения параметра найти решения уравнения).
  2. Найти все значения параметра, при каждом из которых решения уравнения удовлетворяют заданным условиям.

При изучении курса алгебры и начал анализа, в частности в учебнике, стали появляться уравнения с параметром, а их решение сводилось к исследованию квадратного уравнения, например, уравнению вида Биквадратные уравнения с параметром как решать. Тогда возникла идея: уравнение конкретного вида отнести к определенному классу параметрических задач и рассмотреть его как укрупненную дидактическую единицу. Какие же задачи (проблемы) обсуждались и решались с учащимися в процессе исследования определенного класса задач?

  1. В конкретном (найденном) классе (дидактическая единица) определить возможные формулировки задач относительно количества корней рассматриваемого уравнения.
  2. Осуществить полный параметрический анализ в конкретном классе задач (в зависимости от параметра определить не только количество корней или наличие решения, но и записать сами корни уравнения).

В данной работе представлены четыре класса параметрических задач и возможные варианты исследования этих задач с учащимися.

Первый класс параметрических задач “Биквадратные уравнения”

Рассмотрим биквадратное уравнение Биквадратные уравнения с параметром как решать, где х-переменная, а — параметр. Как известно из курса алгебры, биквадратное уравнение может иметь не более четырех корней. Поэтому относительно корней биквадратного уравнения возможны следующие постановки задачи.

1. При каких значениях параметра a биквадратное уравнение Биквадратные уравнения с параметром как решатьимеет 4 корня?

Решение

Пусть Биквадратные уравнения с параметром как решатьt, тогда уравнение Биквадратные уравнения с параметром как решать=0 примет вид :

t 2 -2at+a 2 -1=0. Корни квадратного уравнения (квадратного трехчлена) являются нулями соответствующей квадратичной функции у(t)= t 2 -2at+ a 2 -1

Геометрическая модель, отвечающая всем требованиям задачи (биквадратное уравнение имеет четыре корня), выглядит так:

Биквадратные уравнения с параметром как решать

То есть, для того, чтобы биквадратное уравнение имело 4 различных корня, необходимо, чтобы выполнялось следующее условие:

Биквадратные уравнения с параметром как решать

И мы изобразили геометрическую модель полученного условия. Теперь осталось “зафиксировать” параболу в нужном положении. Для этого перейдем от геометрической модели задачи к аналитической. Получаем систему неравенств.

Биквадратные уравнения с параметром как решать; Биквадратные уравнения с параметром как решатьБиквадратные уравнения с параметром как решать Биквадратные уравнения с параметром как решатьaБиквадратные уравнения с параметром как решать

Ответ: при a Биквадратные уравнения с параметром как решатьбиквадратное уравнение имеет четыре различных корня.

2. При каких значениях параметра а биквадратное уравнение Биквадратные уравнения с параметром как решатьимеет 3 корня?

Решение

Пусть Биквадратные уравнения с параметром как решатьt , тогда уравнениеБиквадратные уравнения с параметром как решать=0 примет вид:

В данном случае геометрическая модель задачи будет выглядеть следующим образом.

Биквадратные уравнения с параметром как решать

То есть, для того, чтобы биквадратное уравнение имело три различных корня, необходимо, чтобы выполнялось следующее условие

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Составим систему алгебраических условий.

Биквадратные уравнения с параметром как решать; Биквадратные уравнения с параметром как решатьБиквадратные уравнения с параметром как решатьБиквадратные уравнения с параметром как решать

Ответ: при a=1 биквадратное уравнение имеет три различных корня.

3. При каких значениях параметра а биквадратное уравнение Биквадратные уравнения с параметром как решатьимеет 2 различных корня?

Решение.

Пусть Биквадратные уравнения с параметром как решатьt , тогда уравнениеБиквадратные уравнения с параметром как решать=0 примет вид: t 2 -2at+ a 2 -1=0

То есть, для того, чтобы биквадратное уравнение имело два различных корня, необходимо чтобы выполнялось следующее условие:

Биквадратные уравнения с параметром как решать( квадратное уравнение имеет один положительный корень) или Биквадратные уравнения с параметром как решать

Изобразим геометрическую модель полученного условия y

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Составим систему алгебраических условий.

Биквадратные уравнения с параметром как решать; или а 2 -1Биквадратные уравнения с параметром как решать0

Биквадратные уравнения с параметром как решатьБиквадратные уравнения с параметром как решать Биквадратные уравнения с параметром как решатьаБиквадратные уравнения с параметром как решать

Объединяя решения двух случаев, получаем окончательный ответ.

Ответ: a Биквадратные уравнения с параметром как решать

4. При каких значениях параметра а биквадратное уравнение Биквадратные уравнения с параметром как решатьимеет 1 корень?

Решение.

Пусть Биквадратные уравнения с параметром как решатьt, тогда уравнение Биквадратные уравнения с параметром как решать=0 примет вид: t 2 -2at+ a 2 -1=0

Для того, чтобы биквадратное уравнение имело 1 корень, необходимо, чтобы выполнялось следующее условие: t=0 (корень квадратного уравнения равен нулю).

Изобразим геометрическую модель полученного условия

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Составим систему алгебраических условий.

Биквадратные уравнения с параметром как решать; Биквадратные уравнения с параметром как решать

Ответ: таких значений параметра а нет.

5. При каких значениях параметра а биквадратное уравнение Биквадратные уравнения с параметром как решатьне имеет корней.

Решение.

Пусть Биквадратные уравнения с параметром как решатьt , тогда уравнениеБиквадратные уравнения с параметром как решать=0 примет вид : t 2 -2at+ a 2 -1=0

Для того, чтобы биквадратное уравнение не имело корней, необходимо, чтобы выполнялось следующее условие

Не было нулей функции или Биквадратные уравнения с параметром как решать

Изобразим геометрическую модель полученного условия

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Составим систему алгебраических условий.

ДБиквадратные уравнения с параметром как решать0 или Биквадратные уравнения с параметром как решать

4 Биквадратные уравнения с параметром как решать0 Биквадратные уравнения с параметром как решать

Ответ: при Биквадратные уравнения с параметром как решатьбиквадратное уравнение не имеет действительных корней

Выводы по первому классу параметрических задач “Биквадратные уравнения”.

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Полученная схема позволяет исследовать любое биквадратное уравнение с параметром относительно задачи, в которой необходимо найти такие значения параметра а, при каждом из которых корни уравнения удовлетворяют заданным условиям (наличие корней, количество корней и др.)

Второй класс параметрических задач “Показательные уравнения”.

Рассмотрим показательное уравнение вида Биквадратные уравнения с параметром как решать, где а – параметр, х – переменная (неизвестная).

Исследование данного уравнения сводится к квадратному уравнению относительно t, где t = 2 х .

В отличие от биквадратных уравнений, при исследовании данного класса уравнений можно выделить только три вида задач.

Рассмотрим их решение на примере рассматриваемого уравнения.

1. При каких значениях параметра а показательное уравнение Биквадратные уравнения с параметром как решатьимеет 2 корня?

Решение.

Пусть Биквадратные уравнения с параметром как решатьt , тогда уравнениеБиквадратные уравнения с параметром как решатьпримет вид: t 2 —Биквадратные уравнения с параметром как решатьt+4a 2 -3а=0

Корнями полученного квадратного уравнения являются нули функции у(t)= t 2 —Биквадратные уравнения с параметром как решатьt+4a 2 -3а

То есть, для того, чтобы показательное уравнение имело 2 корня, необходимо, чтобы нули квадратичной функции удовлетворяли условию:

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Изобразим геометрическую модель поставленной задачи.

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Составим систему алгебраических условий.

Биквадратные уравнения с параметром как решать; Биквадратные уравнения с параметром как решатьБиквадратные уравнения с параметром как решатьБиквадратные уравнения с параметром как решать

aБиквадратные уравнения с параметром как решать

Ответ: при a Биквадратные уравнения с параметром как решатьпоказательное уравнение имеет два корня.

2. При каких значениях параметра а показательное уравнение Биквадратные уравнения с параметром как решатьимеет один корень?

Решение.

Пусть Биквадратные уравнения с параметром как решатьt , тогда уравнение Биквадратные уравнения с параметром как решать

примет вид: t 2 —Биквадратные уравнения с параметром как решатьt+4a 2 -3а=0.

Аналогичные рассуждения приводят нас к условиям, которым должны удовлетворять корни квадратного уравнения t 2 —Биквадратные уравнения с параметром как решатьt+4a 2 -3а=0.

1) случай: Биквадратные уравнения с параметром как решать(если корень квадратного уравнения один, то он положительный), или

2) Биквадратные уравнения с параметром как решать(если квадратное уравнение имеет два корня, то они должны быть разных знаков)

Каждому условию соответствует геометрическая модель (расположение параболы в системе координат).

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Составим систему алгебраических условий.

Биквадратные уравнения с параметром как решать; или y(0) 2 —Биквадратные уравнения с параметром как решатьt+4a 2 -3а=0

То есть, для того, чтобы показательное уравнение не имело корней, необходимо чтобы выполнялось одно из следующих условий

1) квадратное уравнение t 2 —Биквадратные уравнения с параметром как решатьt+4a 2 -3а=0 не имеет действительных корней, а это возможно, если дискриминант отрицательный (D Биквадратные уравнения с параметром как решать) или

2)Биквадратные уравнения с параметром как решать, квадратное уравнение имеет неположительные корни.

Изобразим геометрическую модель полученных условий

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Решая соответствующие системы алгебраических неравенств, получим окончательный ответ.

Биквадратные уравнения с параметром как решать; или Д Биквадратные уравнения с параметром как решать0, нет решений

Биквадратные уравнения с параметром как решать Биквадратные уравнения с параметром как решать Биквадратные уравнения с параметром как решатьaБиквадратные уравнения с параметром как решать

Ответ: при a Биквадратные уравнения с параметром как решатьпоказательное уравнение не имеет корней.

Выводы по второму классу параметрических задач

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Во втором классе параметрических задач кроме ответа на поставленный вопрос задачи были найдены непосредственно и корни показательного уравнения. Таким образом, исследование показательного уравнения вышло за рамки поставленной проблемы (найти значения параметра а, при которых корни уравнения удовлетворяют определенным условиям).

Третий класс параметрических задач “тригонометрические уравнения”.

Как известно из курса алгебры и начал анализа, тригонометрическое уравнение, если имеет корни, то их бесчисленное множество. Поэтому, относительно корней тригонометрического уравнения, формулировки задач меняются существенным образом. А именно: при каких значениях параметра а, тригонометрическое уравнение имеет корни или не имеет корней (речь не идет о количестве корней).

Рассмотрим на конкретном примере исследование тригонометрического уравнения.

1. При каких значениях параметра а, тригонометрическое уравнение Биквадратные уравнения с параметром как решатьимеет решение.

Пусть Биквадратные уравнения с параметром как решать, где Биквадратные уравнения с параметром как решать, тогда уравнение Биквадратные уравнения с параметром как решатьпримет вид: t 2 —Биквадратные уравнения с параметром как решатьt+2a-4=0. Следовательно, для того, чтобы тригонометрическое уравнение имело решение, необходимо выполнение условий:

1) Биквадратные уравнения с параметром как решать, квадратное уравнение имеет два действительных корня, принадлежащих отрезку Биквадратные уравнения с параметром как решать

Изобразим геометрическую модель полученного условия

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Составим и решим систему алгебраических неравенств.

Биквадратные уравнения с параметром как решать;

Биквадратные уравнения с параметром как решать; aБиквадратные уравнения с параметром как решать

2) Биквадратные уравнения с параметром как решать, квадратное уравнение имеет один корень, принадлежащий отрезку Биквадратные уравнения с параметром как решать

Изобразим геометрическую модель полученного условия

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Биквадратные уравнения с параметром как решатьа = 2.

3) Рассмотрим еще две геометрические модели, которые соответствуют условию существования корней тригонометрического уравнения.

Биквадратные уравнения с параметром как решать

А) Биквадратные уравнения с параметром как решать(только больший корень квадратного уравнения принадлежит отрезкуБиквадратные уравнения с параметром как решать)

Б) Биквадратные уравнения с параметром как решать(только меньший корень квадратного уравнения принадлежит отрезкуБиквадратные уравнения с параметром как решать)

Решение.

А) Биквадратные уравнения с параметром как решатьБиквадратные уравнения с параметром как решать

Б) Биквадратные уравнения с параметром как решатьрешений нет.

Объединяя все три случая 1),2),3) получаем окончательный ответ.

Ответ: при а Биквадратные уравнения с параметром как решатьтригонометрическое уравнение имеет решение.

2. При каких значениях параметра а тригонометрическое уравнение Биквадратные уравнения с параметром как решатьне имеет решения?

Пусть Биквадратные уравнения с параметром как решать, где Биквадратные уравнения с параметром как решать, тогда уравнение Биквадратные уравнения с параметром как решатьпримет вид: t 2 —Биквадратные уравнения с параметром как решатьt+2a-4=0. Следовательно, для того, чтобы тригонометрическое уравнение имело решение, необходимо выполнение условий:

1) Биквадратные уравнения с параметром как решать, т.е. корни квадратного уравнения лежат вне отрезкаБиквадратные уравнения с параметром как решать

Аналогичные рассуждения приводят к геометрической модели и соответствующей системе алгебраических неравенств.

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Биквадратные уравнения с параметром как решатьБиквадратные уравнения с параметром как решать

2) Расположение корней квадратного трехчлена на координатной плоскости дает еще два случая, при которых тригонометрическое уравнение не имеет корней, а именно:

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Биквадратные уравнения с параметром как решатьБиквадратные уравнения с параметром как решать, решений нет.

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Биквадратные уравнения с параметром как решать Биквадратные уравнения с параметром как решатьБиквадратные уравнения с параметром как решать

3) Тригонометрическое уравнение не имеет решений и в случае, когда квадратное уравнение не имеет действительных корней. А это возможно лишь при условии отрицательности дискриминанта. Имеем, Д = (а-2)(а -10)

(а-2)(а -10) Биквадратные уравнения с параметром как решать, Биквадратные уравнения с параметром как решать

Объединяя все три случая 1),2),3) получаем окончательный ответ.

Ответ: при а Биквадратные уравнения с параметром как решатьтригонометрическое уравнение не имеет решения.

Выводы по третьему классу параметрических задач.

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Из таблицы мы видим, что параметр а принимает все действительные значения, и при каждом значении тригонометрическое уравнение либо имеет решения, либо нет.

Четвертый класс параметрических задач “ Уравнения, содержащие обратные тригонометрические функции”.

При исследовании каждого класса параметрических задач, возникает вопрос: сколько и какие задачи можно решить, используя данный алгоритм. В ходе изучения курса алгебры и начал анализа особое внимание обращаю именно на те уравнения, которые встречаются в тестах ЕГЭ, в контрольных работах, которые предлагаются на вступительных экзаменах различных ВУЗов. Рассмотрим на конкретном примере еще один класс параметрических задач, а именно, уравнение вот такого вида: arccos 2 x-2aarccosx+a 2 -1=0.

Пусть arccosx = t, но из курса алгебры и начал анализа известно, что Е(t) =Биквадратные уравнения с параметром как решать, кроме этого функция t =arccosx строго монотонная (убывающая) на свей области определения Д(t) = Биквадратные уравнения с параметром как решать, поэтому к данному уравнению возможно сформулировать и решить три задачи относительно количества корней уравнения.

1. При каких значениях параметра а уравнение arccos 2 x-2aarccosx+a 2 -1=0 имеет два корня?

Пусть arccosx = t, где t Биквадратные уравнения с параметром как решать, тогда уравнение примет вид:

t 2 -2at+a 2 -1 =0. И если квадратное уравнение имеет два действительных корня, принадлежащих отрезку Биквадратные уравнения с параметром как решать, то и исходное уравнение имеет два корня. Изобразим геометрическую модель, соответствующую этому условию (корни квадратного уравнения принадлежат отрезку Биквадратные уравнения с параметром как решать).

Биквадратные уравнения с параметром как решать

“Зафиксируем” параболу в нужном положении системой алгебраических условий (ветви параболы направлены вверх, так как первый коэффициент квадратного трехчлена положительный).

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Биквадратные уравнения с параметром как решатьБиквадратные уравнения с параметром как решать

Ответ: при Биквадратные уравнения с параметром как решатьуравнение arccos 2 x-2aarccosx+a 2 -1=0 имеет два корня.

2. При каких значениях параметра а уравнение arccos 2 x-2aarccosx+a 2 -1=0 имеет один корень?

Решение.

Для данной постановки задачи приведем геометрическую модель (уравнение имеет один корень при условии принадлежности отрезку Биквадратные уравнения с параметром как решатьтолько одного корня квадратного уравнения).

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Биквадратные уравнения с параметром как решать Биквадратные уравнения с параметром как решатьБиквадратные уравнения с параметром как решать

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Биквадратные уравнения с параметром как решать Биквадратные уравнения с параметром как решать

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Биквадратные уравнения с параметром как решатьБиквадратные уравнения с параметром как решать

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Объединяя случаи А), Б), В), Г) получаем окончательный ответ.

Ответ: при Биквадратные уравнения с параметром как решатьуравнение arccos 2 x-2aarccosx+a 2 -1=0 имеет один корень

3. При каких значениях параметра а уравнение arccos 2 x-2aarccosx+a 2 -1=0 не имеет корней?

Решение.

  1. Если дискриминант квадратного уравнения отрицательный, то уравнение arccos 2 x-2aarccosx+a 2 -1=0 не имеет корней, но дискриминант положительный при всех значениях параметра а.
  2. Следовательно, геометрическая модель задачи, при которой данное уравнение не имеет корней, может иметь вид, представленный в таблице.

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Объединяя три случая, представленные в таблице, получаем окончательный ответ.

Ответ: при а Биквадратные уравнения с параметром как решатьуравнение arccos 2 x-2aarccosx+a 2 -1=0 не имеет корней.

Выводы по четвертому классу параметрических задач.

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Итак, в данном классе параметрических задач параметр а “пробегает” все действительные значения и, в зависимости от значений параметра, уравнение может иметь два, один, или не иметь корней. Эти выводы можно показать и в иной форме. Например, так.

Биквадратные уравнения с параметром как решать

В результате таких исследований учащимся удается найти и понять принципы составления класса параметрических задач. Например, можно заметить, что имеет место исследование таких уравнений, которые содержат ограниченные функции. В своих работах учащиеся рассматривали уравнения, содержащие такие функции как у= х 2 , у = 2 х , у = sinx, у= arccosx. Класс параметрических задач можно расширять, и эта проблема учащимися уже решена. Так, например, изучая и исследуя функцию с помощью производной, можно определять ограниченные функции и составлять новый класс параметрических задач. Так было с функцией Биквадратные уравнения с параметром как решать, исследования с помощью производной показали, что и эта функция ограничена, Е(у) = Биквадратные уравнения с параметром как решать. Поэтому новый класс параметрических задач может быть задан уравнением Биквадратные уравнения с параметром как решатьКроме этого, работа может быть продолжена и в направлении методов решения задач: использовать не только теорию по расположению корней квадратного трехчлена, но и по возможности находить более рациональные способы исследований (в некоторых задачах дискриминант “хороший” — является точным квадратом, и поэтому можно находить более эффективное решение и сэкономить время на исследовании).

Видео:Несложное биквадратное уравнение с параметром | Параметр 132 | mathus.ru #егэ2024Скачать

Несложное биквадратное уравнение с параметром | Параметр 132 | mathus.ru #егэ2024

Квадратные уравнения с параметром

Уравнение называется квадратным, если имеет вид (ax^2+bx+c=0,) где (a,b,c) — любые числа ((a≠0)). При этом надо быть внимательным, если (a=0), то уравнение будет линейным, а не квадратным. Поэтому, первым делом при решении квадратного уравнения с параметром, рекомендую смотреть на коэффициент при (x^2) и рассматривать 2 случая: (a=0) (линейное уравнение); (a≠0) (квадратное уравнение). Квадратное уравнение часто решается при помощи дискриминанта или теоремы Виета.

Видео:Решение биквадратных уравнений. 8 класс.Скачать

Решение биквадратных уравнений. 8 класс.

Исследование квадратного многочлена

Чтобы решить квадратное уравнение с параметром, нужно понять, при каких значениях параметра существуют корни, и найти их, выразив через параметр. Обычно это делается просто через анализ дискриминанта. (см. пример 1) Но иногда в задачах с параметром просят найти такие значения параметра, при которых корни принадлежат определенному числовому промежутку. Например:

  • Найдите такие значения параметра, чтобы оба корня были меньше некоторого числа (γ): (x_1≤x_2 0)); ветки параболы направлены вниз ((a 0). Значит, между корнями функция принимает отрицательные значения, а вне этого отрезка – положительные. Так как наше число (γ) должно по условию лежать вне отрезка ((x_1,x_2)), то (f(γ)>0).
  • (a 0). Этим условием мы накладываем ограничение, что наши корни должны лежать слева или справа от числа (γ).

В итоге получаем:

если (a*f(γ) 0), то (γ∉(x_1,x_2)).

Нам осталось наложить условие, чтобы наши корни были слева от числа (γ). Здесь нужно просто сравнить положение вершины нашей параболы (x_0) относительно (γ). Заметим, что вершина лежит между точками (x_1) и (x_2). Если (x_0 0, \x_0 Биквадратные уравнения с параметром как решать

При каких значениях параметра a уравнение $$a(a+3) x^2+(2a+6)x-3a-9=0$$ имеет более одного корня?

1 случай: Если (a(a+3)=0), то уравнение будет линейным. При (a=0) исходное уравнение превращается в (6x-9=0), корень которого (x=1,5). Таким образом, при (a=0) уравнение имеет один корень.
При (a=-3) получаем (0*x^2+0*x-0=0), корнями этого уравнения являются любые рациональные числа. Уравнение имеет бесконечное количество корней.

2 случай: Если (a≠0; a≠-3), то получим квадратное уравнение. При положительном дискриминанте уравнение будет иметь более одного корня: $$D>0$$ $$D/4=(a+3)^2+3a(a+3)^2>0$$ $$(a+3)^2 (3a+1)>0$$ $$a>-frac.$$ С учетом (a≠0;) (a≠-3), получим, что уравнение имеет два корня при (a∈(-frac;0)∪(0;+∞)). Объединив оба случая получим (внимательно прочитайте, что от нас требуется):

Найти все значения параметра a, при которых корни уравнения $$(a+1) x^2-(a^2+2a)x-a-1=0$$ принадлежат отрезку ([-2;2]).

1 случай: Если (a=-1), то (0*x^2-x+1-1=0) отсюда (x=0). Это решение принадлежит ([-2;2]).

2 случай: При (a≠-1), получаем квадратное уравнение, с условием, что все корни принадлежат ([-2;2]). Для решения введем функцию (f(x)=(a+1) x^2-(a^2+2a)x-a-1) и запишем систему, которая задает требуемые условия:

Подставляем полученные выражения в систему:

Видео:5 Лайфхаков Которые Помогут Решить Биквадратное УравнениеСкачать

5 Лайфхаков Которые Помогут Решить Биквадратное Уравнение

Уравнения с параметром — алгоритмы и примеры решения

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Видео:Биквадратные уравнения. 8 класс алгебра.Скачать

Биквадратные уравнения. 8 класс алгебра.

Общие сведения

Уравнением является любое математическое тождество или физический закон, в котором присутствуют неизвестные величины. Последние необходимо находить. Этот процесс называется поиском корней. Однако не во всех случаях у равенства с переменными бывают решения, а это также нужно доказать.

Биквадратные уравнения с параметром как решать

Корень — величина или диапазон, превращающие искомое выражение в верное равенство. Например, в 5s=10 переменная эквивалентна 2, поскольку только это значение позволяет получить верное тождество, то есть 5*2=10.

Примером диапазона или интервала решений является выражение следующего вида: 0/t=0. Его корнем может быть любое действительное число, кроме нуля. Записывается решение в таком виде: t ∈ (-inf;0)U (0;+inf), где «∈» — знак принадлежности, «-inf» и «inf» — минус и плюс бесконечно большие числа соответственно.

Параметром в уравнении называется некоторая величина, от которой зависит поведение равенства на определенном интервале. Следует отметить, что он также влияет на значение корня, когда входит с ним в различные арифметические операции: сложения, вычитания, умножения, деления, возведения в степень и так далее. Тождества такого типа называют также параметрическими. Далее необходимо разобрать классификацию уравнений.

Видео:#83 Урок 8. Рациональные уравнения с параметрами. Алгебра 8 класс.Скачать

#83 Урок 8. Рациональные уравнения с параметрами. Алгебра 8 класс.

Классификация уравнений

Уравнения делятся на определенные виды, от которых зависит выбор методики их решения. Они бывают следующими: алгебраическими, дифференциальными, функциональными, трансцендентными и тригонометрическими. Кроме того, все они могут содержать некоторую величину — параметр. Его часто обозначают литерой «р» или «а».

Алгебраический тип является наиболее простым, поскольку не содержит сложные элементы. Дифференциальные тождества с неизвестными — одни из самых сложных выражений с точки зрения алгоритма. Они бывают первого, второго, третьего, а также высших порядков. Для нахождения их корней необходимо знать правила дифференцирования и интегрирования.

Практически все функциональные уравнения содержат один или более параметров. Основное их отличие от остальных заключается в функции, которая задается сложным выражением. Последнее может включать несколько неизвестных и параметрических элементов. Примером такого тождества является функция Лапласа, содержащая интеграл обыкновенного типа, а также экспоненту.

Биквадратные уравнения с параметром как решать

К трансцендентным относятся выражения, содержащие показательную, логарифмическую и радикальную (знак корня). Последний тип — тригонометрические. Они содержат любое равенство, содержащее следующие функции: sin, cos, tg и ctg. Однако в математике встречаются также их производные: arcsin, arccos, arcctg, arctg и гиперболические тождества.

Специалисты рекомендуют освоить на начальных этапах обучения методики, позволяющие решать уравнения с параметром линейного типа. После этого можно переходить к более сложным тождествам — функциональным, трансцендентным и так далее.

Видео:9 класс, 7 урок, Задачи с параметрамиСкачать

9 класс, 7 урок, Задачи с параметрами

Алгебраический вид

Алгебраические не содержат в своем составе сложных функций, но в них могут присутствовать компоненты со степенным показателем.

Биквадратные уравнения с параметром как решать

На основании последней характеристики они делятся на 5 типов:

  1. Линейные.
  2. Квадратные (квадратичные).
  3. Кубические.
  4. Биквадратные.
  5. Высших порядков.

Линейные — выражения с переменной, которая имеет только первую степень (равную единице). Если показатель эквивалентен двойке, то такое тождество называется квадратным. В математической интерпретации его еще называют квадратным трехчленом. Когда показатель при неизвестной эквивалентен тройке, тогда это равенство называется кубическим.

Наиболее сложными по своей структуре являются биквадратные (содержат 4 степень). Однако на этом виды линейных уравнений не заканчиваются, поскольку бывают равенства с более высокими показателями. Их называют уравнениями высших порядков. Кроме того, любые тождества могут объединяться в системы уравнений. Их особенностью являются общие решения.

Линейные и квадратичные

Линейное — это самое простое уравнение, которое имеет всего одно решение. Оно решается по следующей методике:

Биквадратные уравнения с параметром как решать

  1. Записывается искомое выражение.
  2. При необходимости раскрываются скобки и приводятся подобные элементы.
  3. Неизвестные (переменные) остаются в левой части тождества, а все константы (числа) — переносятся вправо.
  4. Правая часть сокращается на коэффициент при неизвестной.
  5. Записывается результат.
  6. Выполняется проверка посредством подстановки корня в исходное выражение.

Следует отметить, что линейное выражение с переменной может не иметь решений, поскольку иногда невозможно выполнить операцию сокращения. Например, 0t=85. Равенство не имеет корней, поскольку на нулевое значение делить нельзя, так как при этом получается пустое множество.

Следующим типом является уравнение квадратичной формы At 2 +Bt+C=0. Оно может иметь один или два решения. Однако бывают случаи, при которых корней нет вообще. Для получения результата вводится понятие дискриминанта «D=(-B)^2−4*А*С». Для решения следует воспользоваться следующим алгоритмом:

Биквадратные уравнения с параметром как решать

  1. Записать выражение.
  2. Выполнить при необходимости математические преобразования по раскрытию скобок и приведению подобных слагаемых.
  3. Вычислить значение D (D 0 — два решения).
  4. При D=0 формула корня имеет такой вид: t=-В/(2А).
  5. Если D>0, то решения определяются по следующим соотношениям: t1=[-В-D^(½)]/(2А) и t2=[-В+D^(½)]/(2А).
  6. Записать результат.
  7. Выполнить проверку по отсеиванию ложных корней.

Следует отметить, что ложный корень — значение переменной, полученное по соответствующей формуле, но при подстановке в исходное выражение не выполняет условие равенства нулевому значению.

Кроме того, нужно обратить внимание на типы квадратных уравнений. Они бывают полными и неполными. Первые содержат все коэффициенты (А, В и С), а во вторых — некоторые из них могут отсутствовать, кроме А, так как тогда тождество должно содержать вторую степень при неизвестной.

Неполные решаются методом разложения на множители. Например, «v 2 −81=0» раскладывается следующим образом (формула сокращенного умножения — разность квадратов): (v-9)(t+9)=0. Анализируя последнее равенство, можно сделать вывод о понижении степени. Корнями уравнения являются два значения, t1=-9 и t2=9.

Кубичеcкие и биквадрaтные

Кубические и биквадратные равенства с неизвестным рекомендуется решать при помощи замены переменной. Однако в некоторых случаях можно применить формулы понижения степени или разложения на множители. Иными словами, суть решения алгебраических уравнений, степень которых превышает двойку, сводится к ее понижению различными методами.

Замена переменной производится на другую неизвестную величину. В примере (t 3 −2)+2t 3 −4=0 можно ввести следующий элемент — v=t 3 −2. В результате этого получится равенство такого вида: v+2v=0. Оно решается очень просто:

Биквадратные уравнения с параметром как решать

  1. Приводятся подобные элементы: 3v=0.
  2. Находится корень: v=0.
  3. Приравнивается к выражению, которое заменяли: t 3 −2=0.
  4. Находится корень (один, поскольку у радикала нечетная степень): t=[2]^(1/3).
  5. Проверяется условие: 2^(1/3)^3−2+2*(2^(1/3)^3)-4=4−4=0 (истина).

Биквадратные тождества решаются таким же методом. Однако существует еще один способ — разложение на множители. Его необходимо разобрать на примере решения выражения «4m 4 −324=0». Решать нужно по такому алгоритму:

  1. Упростить (вынести четверку за скобки и сократить на нее): 4 (m 4 −81)=m 4 −81=0.
  2. Разложить на множители (разность квадратов): (m 2 −9)(m 2 +9)=(m-3)(m+3)(m 2 +9)=0/
  3. Решить три уравнения: m1=3, m2=-3, m3=-3 и m4=3.
  4. Результат: m1=-3 и m2=3.
  5. Проверка: 4*(-3)^4−324=0 (истинно) и 4*(3)^4−324=0 (истинно).

Каждый из методов решения выбирается в зависимости от самого уравнения. При чтении условия задачи необходимо определить способ решения. Последний должен быть простым и удобным, а главное — количество шагов решения должно быть минимальным, что существенно сказывается на затраченном времени при вычислениях. Далее нужно рассмотреть подробный алгоритм решения уравнения с параметром.

Видео:Что такое параметр? Уравнения и неравенства с параметром. 7-11 класс. Вебинар | МатематикаСкачать

Что такое параметр? Уравнения и неравенства с параметром. 7-11 класс. Вебинар | Математика

Пример решения

На основании изученного материала можно приступить к практике решения уравнения с параметром, которое имеет следующий вид: 2v 4 −32−4p-(v 2 +4)+(v-2)(v+2)-v 4 +16=-4, где р — некоторый параметр. Корни и величину р необходимо искать по следующему алгоритму:

Биквадратные уравнения с параметром как решать

  1. Записать равенство с неизвестным и параметром: 2v 4 −32−4p-(v 2 +4)+(v-2)(v+2)-v 4 +16=-4.
  2. Выполнить математические преобразования: 2v 4 −32−4p-v 2 +4+v 2 −4-v 4 +16+4=v 4 −16+4p+4=0.
  3. Ввести замену v 4 −16=m: m+4p+4=0.
  4. Вывести формулу нахождения параметра: р=-(m/4)-1.
  5. Подставить величину m: р=-1-(v 4 +16)/4.
  6. C учетом соотношения равенство будет иметь такой вид: v 4 −16+4[-(v 4 +16−4)/4]+4=-32+8=0 (корней нет, поскольку -24 4 −12=0.
  7. Корни: v1=[12]^(¼) и v2=-[12]^(¼).
  8. Отрицательного корня v2 не существует, поскольку показатель радикала — четное число.
  9. Результат: v1=[12]^(¼).
  10. Проверка: ^4−16+4=16−16=0 (истина).

Следует отметить, что v2 — ложный корень, а также параметр p, равный какому-либо значению, превращает уравнение в пустое множество. Для проверки можно воспользоваться специальным приложением, которое называется онлайн-калькулятором.

Таким образом, уравнения с параметром являются наиболее сложными, поскольку необходимо искать их корни, а также некоторое значение, влияющее на логику выражения. Для их решения необходимо следовать специальному алгоритму, предложенному математиками.

📽️ Видео

Биквадратное уравнение с параметром | Параметр №6 | ЕГЭ по математикеСкачать

Биквадратное уравнение с параметром | Параметр №6 | ЕГЭ по математике

#4 ЕГЭ. ПАРАМЕТРЫ С НУЛЯ. Дробно-рациональные уравнения с параметром, сводящиеся к линейнымСкачать

#4 ЕГЭ. ПАРАМЕТРЫ С НУЛЯ. Дробно-рациональные уравнения с параметром, сводящиеся к линейным

Биквадратное уравнение с параметромСкачать

Биквадратное уравнение с параметром

ОГЭ 2019 ЗАДАНИЕ 21. Биквадратное уравнение.Скачать

ОГЭ 2019 ЗАДАНИЕ 21. Биквадратное уравнение.

Решение биквадратных уравнений. Практическая часть. 1ч. 8 класс.Скачать

Решение биквадратных уравнений. Практическая часть. 1ч. 8 класс.

Решение биквадратных уравнений. Практическая часть. 2ч. 8 класс.Скачать

Решение биквадратных уравнений. Практическая часть. 2ч. 8 класс.

Уравнения с параметром. Алгебра, 8 классСкачать

Уравнения с параметром. Алгебра, 8 класс

Уравнения, сводящиеся к квадратным. Биквадратное уравнениеСкачать

Уравнения, сводящиеся к квадратным. Биквадратное уравнение

Решение уравнений сводящихся к квадратным уравнениям. Биквадратные уравнения – 8 класс алгебраСкачать

Решение уравнений сводящихся к квадратным уравнениям. Биквадратные уравнения – 8 класс алгебра

Дробно-рациональные уравнения. 8 класс.Скачать

Дробно-рациональные уравнения. 8 класс.

Биквадратное уравнениеСкачать

Биквадратное уравнение

#141 Урок 66. Дробно-рациональные уравнения с параметрами. Алгебра 8 класс. Математика.Скачать

#141 Урок 66. Дробно-рациональные уравнения с параметрами. Алгебра 8 класс. Математика.
Поделиться или сохранить к себе: