Целое уравнение. Решим биквадратное уравнение. Просмотр содержимого документа «раздаточный материал»

Видеоурок «Целое уравнение и его корни» дает представление о целом уравнении, видах таких уравнений, приведении уравнения к стандартному виду, решении подобных уравнений. Задача данного видеоурока - облегчить усвоение материала по данной теме, формировать умения решать задания, в которых используются целые уравнения, способствовать запоминанию учебного материала.

Оформление наглядного материала в виде урока дает возможность заменить учителя в части подачи стандартного блока нового материала, освободить учителя для углубления индивидуальной работы. Видеоматериал помогает сконцентрировать внимание учащихся на освоении нового материала, помогает глубже его понять и лучше запомнить.

Видеоурок начинается с представления темы урока. На экране отображается определение целого уравнения, содержащего одну переменную, как уравнения, обе части которого представляют собой целые выражения. Ниже приведены примеры таких уравнений: (х 5 -2) 2 +х 3 =х 10 -3(х-2), х 3 (х 3 -36)=2(х+8)-2. Далее рассматривается преобразование уравнений, при котором все его слагаемые переносятся из правой части в левую, раскрываются скобки и приводятся подобные слагаемые. После этого уравнение принимает вид, в котором левая его часть представляет собой многочлен, а правой части - 0. Отмечается, что в ходе преобразований получается уравнение, равносильное данному. К тому же уравнение, к которому приведено исходное, в общем виде можно записать: Р(х)=0, где Р(х) - многочлен стандартного вида.

Рассмотренные примеры подводят к общему выводу о том, что любое целое уравнение, содержащее одну переменную, может быть приведено к виду Р(х)=0, где Р(х) - многочлен, степень которого является степенью данного уравнения. То есть степень некоторого произвольного целого уравнения может быть определена после приведения его к равносильному уравнению вида Р(х)=0 и равна степени многочлена Р(х).

Далее рассматривается уравнение первой степени - такое уравнение, которое приводится к виду ах+b=0 с одной переменной х, числами а и b, при этом а≠0. Корень данного уравнения находится по формулех=-b/a. Отмечается, что такое уравнение имеет один корень.

Также предлагается рассмотреть решение уравнения второй степени, которое приводится к виду ах 2 +bx+c=0, содержащее переменную х, некоторые числа а, b, c, при этом а≠0. Известен способ нахождения корней данного уравнения путем вычисления дискриминанта. На экране отображается формула нахождения дискриминанта для уравнения второй степени: D=b 2 -4ac. В зависимости от значения дискриминанта, может быть два корня уравнения - D>0, один - для D=0, или корни отсутствуют D<0. Напоминается формула для нахождения корней уравнения второй степени при положительном или нулевом дискриминанте: х=(-b+-√D)/2a.

Ученикам представляются также уравнения третьей и четвертой степени, которые приводятся к видам ах 3 +bx 2 +cх+d=0 и ах 4 +bx 3 +cх 2 +dх+e=0. В каждом из этих уравнений имеется одна переменная х, коэффициент при старшей степени a≠0, остальные коэффициенты - некоторые числа. Уточняется, что уравнение третьей степени не может иметь более трех корней, а уравнение четвертой степени имеет не более четырех корней. В качестве дополнительной информации ученикам сообщается, что формулы для нахождения корней уравнений третьей и четвертой степени существуют, но они громоздкие и неудобные в применении, а для уравнений пятой степени и выше формул для нахождения корней не существует. Однако решить такие уравнения иногда удается при помощи специальных приемов, которые позволяют упростить выражение и найти корни.

На примере демонстрируется один из способов, как можно найти корни уравнения, не применяя сложных формул нахождения корней.Описывается, каким образом решение некоторых уравнений можно найти с помощью разложения многочлена на множители. Уравнение х 3 -27x 2 -х+27=0 раскладывается на множители, выведя за скобки общий множитель (х-27). В результате преобразований получим произведение (х-27)(х-1)(х+1)=0 Полученное уравнение сводится к нахождению решений трех уравнений х-27, х-1, х+1. Из этих уравнений легко найти корни х 1 =27, х 2 =1, х 3 =-1.

Далее рассматривается еще один способ решения уравнений высокой степени - способ введения новой переменной. Применение способа описывается на примере решения уравнения (х 2 +х-1)(х 2 +х-4)=-2. Сначала все члены уравнения переносятся в левую часть, раскрываются скобки. После данный преобразований получается многочлен стандартного вида 4 степени. Однако, подметив особенность данного уравнения - то, что в исходном уравнении есть одинаковые части х 2 +х, вводим новую переменную для обозначения этого выражения: х 2 +х=у. после подстановки новой переменной в уравнение, получим уравнение вида (у-1)(у-4)=-2. После приведения уравнения к стандартному виду получается обычное квадратное уравнение, корнями которого будут у 1 =2, у 2 =3. Значение корней у подставим в выражение для определения значения искомых х. Нахождение корней уравнения сводится к решению двух уравнений х 2 +х=2 и х 2 +х=3. В результате вычислений будут найдены корни данных уравнений будут х 1 =1, х 2 =-2, х 3 ≈1,3, х 4 ≈-2,3. Отмечается, что данным способом нередко решают уравнения четвертой степени вида ax 4 +bx 2 +c=0, в которых х является переменной, a, b, c - некоторыми числами, где а≠0. На экране дается определение биквадратного уравнения как уравнения четвертой степени вида ax 4 +bx 2 +c=0са≠0.

Для закрепления полученных знаний о решении уравнений способом введения новых переменных предлагается рассмотреть решение биквадратного уравнения 16х 4 -8х 2 +1=0. Вводится новая переменная у=х 2 . После ее введения образуется квадратное уравнение, имеющее один корень у=0,25. После подстановки значение новой переменной в выражение для ее определения можно найти корни уравнения х 1 =0,5 и х 2 =-0,5.

Видеоурок«Целое уравнение и его корни» подробно и наглядно представляет учащимся материал по данной теме, поэтому может быть использован учителем не только на уроке в школе, но также при дистанционном обучении, рекомендуется для самостоятельного освоения темы.

Тема: « Целое уравнение и его корни»
Цели урока:

образовательные: систематизация и обобщение, расширение и углубление знаний учащихся по решению целых уравнений с одной переменной выше второй степени;

развивающие : развитие личности учащегося через самостоятельную творческую работу, развитие инициативы учащихся; обеспечение устойчивого мотивационного интереса к изучаемой теме; развитие умения обобщать, правильно отбирать способы решения уравнения;

воспитательные: развитие интереса к изучению математики, подготовка учащихся к применению знаний в нестандартной ситуации; воспитывать волю и настойчивость для достижения конечных результатов

Задачи урока:

образовательные: закрепить умения и навыки решать уравнения высших степеней с использованием разных приемов, в нестандартных ситуациях

развивающие : развить умения в применении знаний в конкретной ситуации; в проблемной ситуации; умение логически мылить, умение обобщать, конкретизировать, правильно излагать мысли;.

воспитательные: воспитать интерес к предмету через содержание учебного материала; умение работать в коллективе; взаимопомощь культуру общения, умение применять преемственность в изучении отдельных тем; воспитать настойчивость в достижении цели, умение не растеряться в нестандартной ситуации

Оборудование : проектор, презентация, карточки с заданиями.

Ожидаемый результат : Каждый ученик должен знать способы решения целых уравнении с одной переменной выше второй степени и уметь применить для решения уравнений.

Ход урока.

I. Орг. момент. Здравствуйте, ребята. Нам предстоит поработать над очень важной темой: “Решение квадратных уравнений”. Вы уже достаточно знаете и умеете по этой теме, поэтому наша с вами задача: обобщить и сложить в систему все те знания и умения, которыми вы владеете.

Девиз нашего урока: «Чем больше я знаю, тем больше умею.»

Эпигаф урока:

Кто ничего не замечает,

Тот ничего не изучает.

Кто ничего не изучает,

Тот вечно хнычет и скучает.

(поэт Р.Сеф).

Сегодня каждый из вас имеет возможность получить оценку за урок по результатам работы на различных его этапах. Для этого у вас на партах лежат карты результативности , в которые вы будете фиксировать свой успех в баллах. Желаю всем удачи.

Карта результативности.

II . Приступим к работе. Для того чтобы включиться в работу и сконцентрироваться, предлагаю вам небольшую устную разминку . Но вопросы будут не только по теме урока, проверяем ваше внимание и умение переключаться. За каждый правильный ответ в колонку “Разминка” вы по моему указанию ставите 1 балл.

1. Какое название имеет уравнение второй степени?

2. От чего зависит количество корней квадратного уравнения?

3 Сколько корней имеет квадратное уравнение, если D больше 0?

4. Очень плохая оценка знаний?

5. Что значит решить уравнение?

6. Как называется квадратное уравнение, у которого первый коэффициент - 1?

7. Сколько раз в году встает солнце?

8. Сколько корней имеет квадратное уравнение, если дискриминант меньше 0?

9. Есть у любого слова, у растения и может быть у уравнения?

Попрошу открыть тетради, записать число и тему сегодняшнего урока.

“ Целое уравнение и его корни ”.

Уравнения с давних времен волновали умы человечества. По этому поводу у английского поэта средних веков Чосера есть прекрасные строки,

Посредством уравнений, теорем

Я уйму всяких разрешил проблем.

Квадратные уравнения тоже не исключение. Они очень важны и для математики и для других наук.

Теперь давайте проверим, насколько хорошо вы умеете определять виды квадратных уравнений. Вашему вниманию предлагается тест, в котором записаны пять уравнений. Напротив каждой колонки вы ставите плюс, если оно принадлежит к данному виду.

Тест “Виды квадратных уравнений”

Критерий оценивания :

Нет ошибок - 5 б.

1 - 2 ош. - 4б.

3 - 4 ош. - 3б.

5 - 6 ош. - 2б.

Более 6 ош. - 0 б.

Ребята выполняют работу, а затем меняются листочками и по ключу проверяют ответы, оценивая работу товарища. Результат записывается в колонку “Оценочный балл”, а затем в “Карту результативности”.

Ключ к тесту :

Молодцы. С видами квадратных уравнений мы разобрались. Кстати, а вы знаете, когда появились первые квадратные уравнения?

Очень давно. Их решали в Вавилоне около 2000 лет до нашей эры. Итальянский ученый Леонард Фибоначчи изложил формулы квадратного уравнения. И лишь в 17 веке, благодаря Ньютону, Декарту и другим ученым эти формулы приняли современный вид.

II. Переходим к теории

Что называется уравнением? (Равенство, содержащее неизвестную, значение которой нужно найти, называется уравнением с одной переменной)

Что называется корнем уравнения? (Значение переменной, при котором уравнение обращается в верное числовое равенство.)

Что значит решить уравнение? (Найти все его корни или доказать, что корней нет.)

Я вам предлагаю решить несколько уравнений устно (презентация).

А) x 2 = 0 е) x 3 - 25x = 0

Б) 3x - 6 = 0 ж) x(x - 1)(x + 2) = 0

В) x 2 - 9 = 0 з) x 4 - x 2 = 0

Г) x 2 = 1/36 и) x 2 - 0,01 = 0,03

Д) x 2 = - 25 к) 19 - c 2 = 10

Скажите, что объединяет эти уравнения? (одна переменная, целые уравнения)

Что называется целым уравнением с одной переменной? (Уравнения, в которых левая и правая часть являются целыми выражениями)

Сколько корней может иметь целое уравнение с одной переменной 2-ой, 3-ой, 4-ой,п-ой степени (не более 2, 3, 4, п)

Какие способы решения целых уравнений выше второй степени вы знаете. *Метод разложения на множители. Способ группировки. Введение новой переменной.

IV .Переходим к решению уравнений.

Решите уравнения

1. 9 x³-27x²=0

2. х 4 -6х 2 +5 = 0 (как называют это уравнение- биквадратное)

3. (х²-10)²- 3(х²-10)-4=0

4. х 3 -3х 2 -3х+9=0

V . Самостоятельная работа.

Задания для разно уровневой самостоятельной работы. (1 группа

1. Решить уравнение

а)-3(х+5)=5(х-1)-2

б) х 3 -49х=0

Задания для разно уровневой самостоятельной работы. (2 группа

1.Решить уравнение х 4 -11х 2 +18=0

2.Решить уравнение х 3 +2х 2 -4х-8=0

После выполнения взаимопроверка Учащиеся анализируют свою работу, выражают вслух свои затруднения и обсуждают правильность решения. Учащиеся ставят оценки самостоятельной работе.

VI . Рефлексия.

Цель Дать качественную оценку работы класса и отдельных обучаемых. По карте результативности выставить оценки. Подведение итогов.

Что вы сегодня делали?

Какую цель вы ставили перед собой?

Вы достигли цели?

VII. . Домашнее задание

Цель Обеспечение понимания детьми содержания и способов выполнения домашнего задания

Девиз нашего урока: «Чем больше я знаю, тем больше умею.»Эпигаф:
Кто ничего не замечает,
Тот ничего не изучает.
Кто ничего не изучает,
Тот вечно хнычет и скучает.
(поэт Р.Сеф).

Математический диктант

1.Вставить недостающие
слова и указать соответствия
1.Что называется
уравнением?
1. Найти все его … или
доказать, что … нет.
2.Что называется
корнем уравнения?
2. ……, содержащее
переменную.
3.Что значит решить
уравнение?
3. ……., при котором
уравнение обращается
в верное числовое
равенство.

Решить уравнения устно:

а) x² = 0
б) 3x – 6 = 0
в) x² – 9 = 0
г) x(x – 1)(x + 2) = 0
д) x² = – 25

Решить уравнение:

х⁴-6х²+5=0

Целое уравнение и его корни

Цели урока:

обобщить и углубить сведения об
уравнениях
знакомство с понятием целое
уравнение
знакомство с понятием степень
уравнения
формирование навыков решения
уравнений

Уравнения

x
5
2
x 1 x 1
3
x
2
x 5
x3 1 x 2 1
3x 2
4
2
(x 3 1) x 2 x 3 2(x 1)
x
2x 1
x 12
целые
уравнения
дробные
уравнения

Целое уравнение

Целым уравнением с одной
переменной называется уравнение,
левая и правая части которого
целые выражения.

10. Степень уравнения

Если уравнение с одной
переменной записано в виде P(x)=0,
где P(x) – многочлен стандартного
вида, то степень этого многочлена
называют степенью уравнения, т.е
наибольшая из степеней
одночленов.
Примеры: x⁵-2x³+2x-1=05-я
степень
4-я
x⁴-14x²-3=0
степень

11. Какова степень уравнения?

5
а) 2х²-6х⁵+1=0
2
г) (х+8)(х-7)=0
6
б) х⁶-4х²-3=0
1 5
х 0
7
в)
5х(х²+4)=17
д)
х х
5
2 4
5
1
3
е) 5х-

12. Повторим

линейное уравнение
aх+b=0
aх2 + bx + c = 0
множество
корней
нет корней
один корень
квадратное уравнение
D=0
один корень
D>0
два корня
D<0
нет корней

13. Уравнение первой степени

14. Уравнение третьей степени

Решить уравнение
x3 8x 2 x 8 0
Решение: разложим левую часть
уравнения 2на множители
x (x 8) (x 8) 0
(x 8)(x 2 1) 0
x 8 0
x2 1 0
x1 8, x2ответ
1, x3 1

15. Решить уравнение:

(8x-1)(2x-3)-(4x-1)²=38
Решение:Раскроем скобки и приведем
подобные слагаемые
16x²-24x-2x+3-16x²+8x-1-38=0
-18x-36=0
ПРОВЕРЬТЕ СЕБЯ!
x+2=0
x=-2
Ответ: x=-2

16. Решим биквадратное уравнение:

Х⁴ - 5 х² - 36 = 0
Сделаем замену: х² = а, а≥ 0
а² - 5а -36 =0
D = 169
а1= -4 (не подходит, т.к. а≥0)
а2 = 9
Х² = 9
х1 = 3 и х2 = -3
Ответ: 3 и -3.

17. Решить уравнение:

х⁴-6х²+5=0
Ответ: 1, -1, Ѵ5, - Ѵ5

18. Установите соответствие: Уравнение способ.

Образец текста
Второй уровень
Третий уровень
Четвертый уровень
Пятый уровень

19. Тест

1) Определите степень уравнения
(x 2 3) 5 x(x 1) 15
а) 2
б) 3
в) 1
2) Какие из чисел являются корнями
x(x 1)(x 2) 0?
уравнения
а) -1
б) 0
в) 2
3) Решите уравнение 9 x 3 27 x 2 0
а) 0;-3
б) -3;0;3
в) 0;3

20.

1)
Какое уравнение называется
целым и как его отличить от
дробного?
2)
Что такое степень уравнения?
3)
Что такое корни уравнения?
4)
5)
Сколько корней может иметь
уравнение 1 степени?
Сколько корней может иметь
уравнение 2 степени?

21. Домашнее задание:

Подумай и ответь на вопрос: «Сколько
корней может иметь целое уравнение с
одной переменной 2-ой, 3-ой, 4-ой, пой степени?»

Целыми уравнениями называются уравнения, у которых правая и левая части являются целыми выражениями. Например, следующие уравнения будут являться целыми:

1. 2*(x 2 + 1)*(x - 1) = 6*x - (x + 7);

2. (x 4 - 1)/4 - (x 2 + 1)/2 = 3*x 2

Выполним над этими уравнениями равносильные преобразования: раскроем скобки, приведем подобные слагаемые. Получим:

1. 2*x 3 - 2*x 2 + 2*x - 2 = 6x - x - 7

2*x 3 - 2*x 2 + 2*x - 2 - 6*x + x + 7 = 0

2*x 3 - 2*x 2 - 3*x + 5 = 0.

2. x 4 - 1 - 2*(x 2 + 1) = 12*x 2

x 4 - 1 - 2*x 2 - 2 = 12*x 2

x 4 - 1 - 2*x 2 - 2 - 12*x 2 = 0

x 4 - 14*x 2 - 3 = 0.

В результате получили уравнения вида P(x) = 0, где P(x) - многочлен в стандартном виде. Степень этого многочлена будет также являться степенью уравнения.

Степень уравнения

Степенью произвольного уравнения будет называться степень многочлена, полученного из уравнения путем проведения равносильных преобразований. Уравнения первой степени всегда будут приводимы к виду a*x + b = 0, где х - некоторая переменная, а и b - некоторые числа, причем а не должно равняться нулю.

Из этого уравнения получаем выражение для х.

Это число (-b/a) называется корнем уравнения. Уравнение первой степени будет иметь один корень. Корнем уравнения P(x) =0 называют любое значение переменной х, такое, что многочлен P(x) обращается в нуль.

Уравнения второй степени всегда можно привести к виду a*x 2 + b*x + x = 0, где х - некоторая независимая переменная, а а, b, c - произвольные числа, причем а не равняется нулю. Корни уравнения находятся по формуле x = (-b ± √D)/(2*a), где D = b 2 - 4*a*c.

Выражение D (b 2 - 4*a*c) называется дискриминантом. В зависимости от того, какое значение имеет дискриминант, квадратное уравнение будет иметь два или один корень либо не иметь корней.

Если дискриминант больше нуля, то уравнение имеет два корня: (x = (-b ± √D)/(2*a)). Если дискриминант равен нулю, то уравнение имеет один корень: (x = (-b/(2*a)). Если дискриминант отрицателен, то уравнение не имеет корней.

Уравнения третей степени можно привести к виду a*x 3 + b*x 2 + c*x + d = 0. Уравнение четвертой степени можно привести к виду a*x 4 + b*x 3 + c*x 2 + d*x + e = 0.

Любое уравнение n-ой степени имеет не более n корней. Формулы для корней уравнений третьей и четвертой степени известны, но они очень сложны. Для уравнений больших степеней формул корней не существует.

Рассмотрим уравнение.
31x 3 – 10x = (x – 5) 2 + 6x 2
И левая и правая части уравнения являются целыми выражениями.
Напомним, что подобные уравнения называются целыми уравнениями.
Вернёмся к нашему изначальному уравнению и раскроем скобки, используя формулу квадрата разности.
Перенесем все члены уравнения в левую часть и приведем подобные члены.
Выражения «минус десять икс» и «плюс десять икс» взаимно уничтожаются.
После приведения подобных членов получаем уравнение, в левой части которого стоит многочлен стандартного вида (в общем виде будем называть его «Пэ от икс»), а в правой части - нуль.
Чтобы определить степень целого уравнения, необходимо привести его к виду пэ от икс равно нулю, то есть к уравнению, в левой части которого стоит многочлен стандартного вида, а в правой - нуль.
После этого необходимо определить степень многочлена пэ от икс. Это и будет степенью уравнения.
Рассмотрим пример. Попробуем определить степень данного уравнения.
Раскроем скобки, используя формулу квадрата суммы.
Далее перенесём все члены уравнения в левую часть и приведём подобные члены.
Итак, мы получили уравнение, в левой части которого многочлен стандартного вида второй степени, а в правой нуль. Это значит, что степень данного уравнения – вторая.
От степени уравнения зависит сколько корней оно имеет.
Можно доказать, что уравнение первой степени имеет один корень, уравнение второй степени имеет не более двух корней, уравнение третьей степени – не более трёх корней и так далее.
Степень уравнения также подсказывает нам, каким образом можно это уравнение решить.
Например, уравнение первой степени мы приводим к виду а икс плюс бэ равно цэ, где а не равно нулю.
Уравнение второй степени мы приводим к равносильному уравнению, в левой части которого квадратный трёхчлен, а в правой - нуль. Такое уравнение решается с помощью формулы корней квадратного уравнения или теоремы Виета.
Для решения уравнений более высоких степеней универсального способа нет, но есть основные методы, которые мы рассмотрим на примерах.
Решим уравнение третьей степени икс в третьей степени минус восемь икс во второй степени минус икс плюс восемь равно нулю.
Чтобы решить данное уравнение разложим его левую часть на множители способом группировки и воспользовавшись формулой разности квадратов.
Далее необходимо вспомнить, что произведение равно нули, когда один из множителей равен нулю. На основании этого делаем вывод, что либо икс минус 8 равно нулю, либо икс минус 1 равно нулю, либо икс плюс один равно нулю. Следовательно, корнями уравнения будут числа минус один, один и восемь.
Иногда для решения уравнений степени выше второй удобно использовать введение новой переменной.
Рассмотрим подобный пример.
Если раскрыть скобки, перенести все члены уравнения в левую часть, привести подобные члены и представить левую часть уравнения в виде многочлена стандартного вида, то ни один из известных нам способов не поможет решить это уравнение. В таком случае стоит обратить внимание на то, что в обеих скобках есть одинаковые выражения.
Именно это выражение мы и обозначим новой переменной игрик.
Тогда наше уравнение сведётся к уравнению с переменной игрек..
Далее просто раскроем скобки и перенесём все члены уравнения в левую часть.
Приведём подобные члены и получим уже знакомое нам квадратное уравнение.
Нетрудно найти корни этого уравнения. Игрик один равен шести, игрик два равен минус шестнадцати.
Теперь вернёмся к изначальному уравнению, выполнив обратную замену.
Изначально за игрик мы принимали выражение два икс в квадрате минус икс. А так как у нас два значения переменной игрек, мы получаем два уравнения. В каждом уравнении переносим все члены в левую часть, решаем получившиеся два квадратных уравнения. Корнями первого уравнения являются числа минус одна целая пять десятых и два, а второе уравнение корней не имеет, так как его дискриминант меньше нуля.
Итак, решением данного уравнения четвёртой степени являются числа минус одна целая пять десятых и два.
Особое место в классификации целых уравнений имеет уравнение вида а икс в четвёртой степени плюс бэ икс во второй степени плюс цэ равно нулю. Уравнения такого вида называют биквадратными уравнениями.
Решать подобные уравнения можно с помощью замены переменной.
Рассмотрим на примере.
В данном уравнении обозначим икс квадрат через игрик. При этом стоит обратить внимание, что переменная игрик не может принимать отрицательные значения.
Получим квадратное уравнение, корнями которого являются числа одна двадцать пятая и один.
Выполним обратную замену.
Корни первого уравнения: одна пятая и минус одна пятая, а корни второго: один и минус один.
Таким образом, мы нашли четыре корня исходного биквадратного уравнения.