Обложка

44. Решаване на Уравнения от По-Висока Степен чрез Разлагане на Множители

Избери решение на задача:

Задача 1 (безплатна)

Кратко решение

а)

\[ x^3 - 3x^2 + 2x = 0 \] \[ x(x^2 - 3x + 2) = 0 \] \[ x = 0 \quad \text{или} \quad x^2 - 3x + 2 = 0 \] \[ D = (-3)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 2 = 9 - 8 = 1 \] \[ x_{1,2} = \frac{3 \pm \sqrt{1}}{2} \implies x_2 = 2, \, x_3 = 1 \] \[ x_1 = 0, \, x_2 = 1, \, x_3 = 2 \]

б)

\[ 8x^3 - 27 = 0 \] \[ (2x - 3)(4x^2 + 6x + 9) = 0 \] \[ 2x - 3 = 0 \implies x = \frac{3}{2} \] \[ 4x^2 + 6x + 9 = 0 \implies D = 36 - 144 = -108 < 0 \implies \text{няма реални корени} \] \[ x = \frac{3}{2} \]

в)

\[ (x-1)^3 - (x-1)^2 = 0 \] \[ (x-1)^2(x - 1 - 1) = 0 \] \[ (x-1)^2(x - 2) = 0 \] \[ x_1 = 1, \, x_2 = 2 \]

г)

\[ (x-1)^3 - (x-1) = 0 \] \[ (x-1)((x-1)^2 - 1) = 0 \] \[ (x-1)(x - 1 - 1)(x - 1 + 1) = 0 \] \[ x(x-1)(x-2) = 0 \] \[ x_1 = 0, \, x_2 = 1, \, x_3 = 2 \]

д)

\[ (x-1)(x-2)x - (x-1)(x-3) = 0 \] \[ (x-1)[x(x-2) - (x-3)] = 0 \] \[ (x-1)(x^2 - 2x - x + 3) = 0 \] \[ (x-1)(x^2 - 3x + 3) = 0 \] \[ x - 1 = 0 \implies x = 1 \] \[ x^2 - 3x + 3 = 0 \implies D = 9 - 12 = -3 < 0 \implies \text{няма реални корени} \] \[ x = 1 \]

Подробно решение

а) \( x^3 - 3x^2 + 2x = 0 \)

Стъпка 1: Разлагане чрез изнасяне на общ множител

Изнасяме \( x \) пред скоби: \[ x(x^2 - 3x + 2) = 0 \]

Стъпка 2: Приравняване на множителите на нула

Получаваме: \[ x = 0 \quad \text{или} \quad x^2 - 3x + 2 = 0 \]

Стъпка 3: Решаване на квадратното уравнение

За уравнението \( x^2 - 3x + 2 = 0 \) коефициентите са \( a = 1, b = -3, c = 2 \). Намираме дискриминантата: \[ D = (-3)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 2 = 9 - 8 = 1 \] Корените са: \[ x_{2,3} = \frac{-(-3) \pm \sqrt{1}}{2 \cdot 1} = \frac{3 \pm 1}{2} \] \[ x_2 = \frac{3 + 1}{2} = 2 \] \[ x_3 = \frac{3 - 1}{2} = 1 \] Решенията са \( x_1 = 0, x_2 = 1, x_3 = 2 \).

б) \( 8x^3 = 27 \)

Стъпка 1: Преобразуване до разлика от кубове

Прехвърляме всички членове от лявата страна: \[ 8x^3 - 27 = 0 \] Записваме като разлика от кубове: \[ (2x)^3 - 3^3 = 0 \]

Стъпка 2: Прилагане на формулата за разлика от кубове

Прилагаме \( a^3 - b^3 = (a - b)(a^2 + ab + b^2) \): \[ (2x - 3)((2x)^2 + 2x \cdot 3 + 3^2) = 0 \] \[ (2x - 3)(4x^2 + 6x + 9) = 0 \]

Стъпка 3: Решаване на получените уравнения

\[ 2x - 3 = 0 \implies 2x = 3 \implies x = \frac{3}{2} \] За квадратното уравнение \( 4x^2 + 6x + 9 = 0 \) пресмятаме дискриминантата: \[ D = 6^2 - 4 \cdot 4 \cdot 9 = 36 - 144 = -108 < 0 \] Квадратното уравнение няма реални корени. Единственият реален корен е \( x = \frac{3}{2} \).

в) \( (x-1)^3 = (x-1)^2 \)

Стъпка 1: Прехвърляне и разлагане

Прехвърляме всички членове вляво: \[ (x-1)^3 - (x-1)^2 = 0 \] Изнасяме общия множител \( (x-1)^2 \): \[ (x-1)^2((x-1) - 1) = 0 \] \[ (x-1)^2(x - 2) = 0 \]

Стъпка 2: Намиране на корените

\[ (x-1)^2 = 0 \implies x - 1 = 0 \implies x_1 = 1 \] \[ x - 2 = 0 \implies x_2 = 2 \] Корените са \( x_1 = 1, x_2 = 2 \).

г) \( (x-1)^3 = x-1 \)

Стъпка 1: Прехвърляне и разлагане чрез изнасяне пред скоби

Прехвърляме всички членове отляво: \[ (x-1)^3 - (x-1) = 0 \] Изнасяме общия множител \( (x-1) \): \[ (x-1)((x-1)^2 - 1) = 0 \]

Стъпка 2: Разлагане чрез формула за разлика от квадрати

Прилагаме \( a^2 - b^2 = (a-b)(a+b) \) за израза в скобите: \[ (x-1)((x-1) - 1)((x-1) + 1) = 0 \] \[ (x-1)(x-2)x = 0 \]

Стъпка 3: Намиране на корените

\[ x = 0 \] \[ x - 1 = 0 \implies x = 1 \] \[ x - 2 = 0 \implies x = 2 \] Корените са \( x_1 = 0, x_2 = 1, x_3 = 2 \).

д) \( (x-1)(x-2)x = (x-1)(x-3) \)

Стъпка 1: Прехвърляне и изнасяне на общ множител

Прехвърляме от лявата страна: \[ (x-1)(x-2)x - (x-1)(x-3) = 0 \] Изнасяме \( (x-1) \): \[ (x-1)[(x-2)x - (x-3)] = 0 \] \[ (x-1)(x^2 - 2x - x + 3) = 0 \] \[ (x-1)(x^2 - 3x + 3) = 0 \]

Стъпка 2: Намиране на корените

От първия множител: \[ x - 1 = 0 \implies x = 1 \] За квадратното уравнение \( x^2 - 3x + 3 = 0 \): \[ D = (-3)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 3 = 9 - 12 = -3 < 0 \] Квадратното уравнение няма реални корени. Единственият реален корен е \( x = 1 \).

Кратък запис на решението:

а)

\( x(x-1)(x-2) = 0 \implies x_1 = 0, \, x_2 = 1, \, x_3 = 2 \)

б)

\( (2x-3)(4x^2+6x+9) = 0 \implies x = \frac{3}{2} \) (тъй като \( D = -108 < 0 \))

в)

\( (x-1)^2(x-2) = 0 \implies x_1 = 1, \, x_2 = 2 \)

г)

\( x(x-1)(x-2) = 0 \implies x_1 = 0, \, x_2 = 1, \, x_3 = 2 \)

д)

\( (x-1)(x^2-3x+3) = 0 \implies x = 1 \) (тъй като \( D = -3 < 0 \))

Най-важното от урока

Метод на разлагане: Свеждаме уравнението до вид \(A \cdot B \cdot C = 0\), след което решаваме \(A=0\), \(B=0\), \(C=0\). Пример: \(x^3-x=0 \Rightarrow x(x^2-1)=0 \Rightarrow x=0\) или \(x^2-1=0\).
Метод на полагане: Заместваме повтарящ се израз с нова променлива. Пример: в \((x^2+x)^2 - 3(x^2+x) + 2 = 0\), полагаме \(y=x^2+x\), за да получим \(y^2-3y+2=0\).
Този метод се състои в представяне на едната страна на уравнението (обикновено лявата) като произведение от множители, докато другата е 0. След това всеки множител се приравнява на нула и се намират корените.
Ако \(A \cdot B = 0\), тогава \(A = 0\) или \(B = 0\).
Да решим уравнението \(x^3 + 3x^2 - 4x = 0\).
Изнасяме общ множител \(x\): \[ x(x^2 + 3x - 4) = 0 \]
Приравняваме всеки множител на нула:
  • \(x_1 = 0\)
  • \(x^2 + 3x - 4 = 0\)
Решаваме квадратното уравнение \(x^2 + 3x - 4 = 0\), чиито корени са \(x_2 = 1\) и \(x_3 = -4\).
Корените на първоначалното уравнение са \(x_1 = 0\), \(x_2 = 1\), \(x_3 = -4\).
Решете уравнението \(x^3 - 9x = 0\) чрез разлагане.
1. Изнасяме \(x\) пред скоби: \(x(x^2 - 9) = 0\).
2. Разлагаме \(x^2-9\) по формулата \(a^2-b^2=(a-b)(a+b)\): \(x(x-3)(x+3) = 0\).
3. Корените са \(x_1=0\), \(x_2=3\), \(x_3=-3\).
Този метод се използва, когато в уравнението има повтарящ се израз. Този израз се замества с нова променлива, уравнението се решава спрямо нея и след това се връщаме към първоначалното неизвестно.
Да решим уравнението \((x^2-2x)^2 - 11(x^2-2x) + 24 = 0\).
Полагаме повтарящия се израз \(x^2-2x\) с нова променлива \(y\): \[ y = x^2-2x \] Уравнението става: \(y^2 - 11y + 24 = 0\).
Решаваме квадратното уравнение за \(y\). Корените са \(y_1 = 3\) и \(y_2 = 8\).
Връщаме се към полагането и решаваме две нови уравнения за \(x\):
  • При \(y_1 = 3\): \(x^2-2x = 3 \Rightarrow x^2-2x-3 = 0\), с корени \(x_1=3, x_2=-1\).
  • При \(y_2 = 8\): \(x^2-2x = 8 \Rightarrow x^2-2x-8 = 0\), с корени \(x_3=4, x_4=-2\).
Корените на първоначалното уравнение са \(-2, -1, 3, 4\).
Решете уравнението \((x^2+1)^2 - 7(x^2+1) + 10 = 0\) чрез полагане.
1. Полагаме \(y = x^2+1\). Уравнението става \(y^2 - 7y + 10 = 0\).
2. Корените за \(y\) са \(y_1=5\) и \(y_2=2\).
3. Връщаме се към \(x\):
  • \(x^2+1=5 \Rightarrow x^2=4 \Rightarrow x_{1,2}=\pm 2\).
  • \(x^2+1=2 \Rightarrow x^2=1 \Rightarrow x_{3,4}=\pm 1\).
Корените са \(\pm 1, \pm 2\).

Задачи за упражнение

Лесна: Решете уравнението \(x^3 - 49x = 0\).
Изнасяме \(x\) пред скоби: \(x(x^2-49)=0\).
Оттук \(x_1=0\) или \(x^2-49=0 \Rightarrow x^2=49 \Rightarrow x_{2,3}=\pm 7\).
Корени: \(0, 7, -7\).
Средна: Решете уравнението \(x^4 - 5x^2 + 4 = 0\).
Полагаме \(y=x^2\). Уравнението става \(y^2 - 5y + 4 = 0\).
Корените за \(y\) са \(y_1=4\) и \(y_2=1\).
Връщаме се към \(x\):
  • \(x^2=4 \Rightarrow x_{1,2}=\pm 2\).
  • \(x^2=1 \Rightarrow x_{3,4}=\pm 1\).
Корени: \(\pm 1, \pm 2\).
Трудна: Решете уравнението \((x^2+3x-2)^2 + 6(x^2+3x-2) - 16 = 0\).
Полагаме \(y = x^2+3x-2\). Уравнението става \(y^2+6y-16=0\).
Корените за \(y\) са \(y_1=2\) и \(y_2=-8\).
Връщаме се към \(x\):
  • За \(y_1=2\): \(x^2+3x-2 = 2 \Rightarrow x^2+3x-4 = 0\). Корените са \(x_1=1, x_2=-4\).
  • За \(y_2=-8\): \(x^2+3x-2 = -8 \Rightarrow x^2+3x+6 = 0\). Дискриминантата е \(D=9-24=-15 < 0\), следователно това уравнение няма реални корени.
Корени: \(1, -4\).

Надвий
домашното
с хиляди решения, уроци и тестове:

Математика

96605 решения

2102 уроци и тестове

Иконка Математика
4 клас
5 клас
6 клас
7 клас
8 клас
9 клас
10 клас
11 клас
12 клас

Литература

773 материали

Иконка Литература
5 клас
6 клас
7 клас
8 клас
9 клас
10 клас
11 клас
12 клас