Matematika/Paprasčiausios algebrinės lygtys

Iš Wikibooks.

Peršokti į: navigaciją, paiešką

Čia aprašomos paprasčiausios algebrinės lygtys ir jų sprendimai. Aiškinama sunkėjimo tvarka.

Naudosime tokį žymėjimą: x, x1, x2 ir t.t. žymės nežinomuosius, o a, b, c, d ir t.t. – konkrečius duotus skaičius.

Turinys

[redaguoti] Pagrindinė algebros teorema

n-tojo laipsnio polinomas (taigi, ir lygtis) turi lygiai n kompleksinių šaknų (sprendinių).

[redaguoti] Tiesinė lygtis

Bendra forma:

a\cdot x = b

Sprendinys:

x=\frac{b}{a}

[redaguoti] Nepilnoji kvadratinė lygtis

Bendra forma:

ax^2=b\,

Sprendimas:

\begin{align}

x^2 & =\frac{b}{a}\\
x_{1,2} & =\pm\sqrt\frac{a}{b}
\end{align}

[redaguoti] Pilnoji kvadratinė lygtis

Bendra forma:

ax^2+bx+c=0\,

Sprendimas:

randame pagalbini skaičių – diskriminantą D:

D=b^2-4ac\,

Tada jei D < 0, tai realiųjų skaičių aibėje sprendinių nėra. Priešingu atveju realiuosius sprendinius rasime taip:

x_{1,2}=\frac{-b\pm\sqrt{D}}{2a}

[redaguoti] Kvadratinė lygtis, kurios c = 0

Bendra forma:

ax^2+bx=0\,

Sprendimas:

iškeliame x prieš skliaustus:

x(ax+b)=0\,

Tada iš sandaugos savybių išplaukia, kad

\begin{align}
x=0\qquad\operatorname{arba}\qquad ax &=-b\\
x &=-\frac{b}{a}
\end{align}

[redaguoti] Bikvadratinė lygtis

Bendra forma:

ax^4+bx^2+c=0\,

Sprendimas:

pažymime x^2=y\,, tada x^4=y^2\,.

ay^2+by+c=0\,,

o tai pilnoji kvadratinė lygtis, kuri jau išspręsta anksčiau. Jos sprendiniai yra y1 ir y2.

Grįžtame prie pažymėjimo:

y_1=x^2\qquad\operatorname{ir}\qquad y_2=x^2,

o tai kvadratinės lygtys, kurios jau išspręstos anksčiau. Iš jų rasime sprendinius x1,x2,x3,x4.

[redaguoti] Kubinė lygtis, kurios d = 0

Bendra forma:

ax^3+bx^2+cx=0\,

Sprendimas:

iškeliame x prieš skliaustus:

x(ax^2+bx+c)=0\,

Tada iš sandaugos savybių išplaukia, kad

x=0\qquad\operatorname{arba}\qquad ax^2+bx+c=0

Išsprendę kvadratinę lygtį, būsime radę visus tris lygties sprendinius x1,x2,x3.

[redaguoti] Pilnoji kubinė lygtis

Bendra forma:

ax^3+bx^2+cx+d=0\,

Sprendimas:

Lygtį padalijame iš a ir keitiniu x=y-\frac{b}{3}, pertvarkome lygtį į paprastesnį pavidalą

x^3+px+q=0\,.

Randame pagalbinį skaičių – diskriminantą:

D=(\frac{q}{2})^2+(\frac{p}{3})^3

Kubinės lygties su realiaisiais koeficientais diskriminantas apibrėžia, kokias šaknis turi lygtis:

1. Jei D > 0, viena šaknis yra realioji ir dvi kompleksinės.

2. Jei D = 0, visos šaknys yra realiosios ir bent dvi iš jų yra vienodos.

3. Jei D < 0, visos trys šaknys yra realiosios ir skirtingos.

Pagal Kardano formulę, viena lygties šaknis

x_1=\sqrt[3]{-\frac{p}{2}+\sqrt{D}}+\sqrt[3]{-\frac{p}{2}-\sqrt{D}}

Kai D > 0, ši šaknis vienintelė

Kai D ≤ 0, tai lygtį ax^3+bx^2+cx+d=0\, padaliję iš reiškinio x-x_1\,, gausime kvadratinę lygtį, kurios sprendimas nurodytas aukščiau.