في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نكتب المعادلة التربيعية بمعلومية جذرَيْ معادلة تربيعية أخرى.
افترض أن لدينا معادلة تربيعية على الصورة، حيث ، ، ثوابت، و لا يساوي صفرًا. ينص القانون العام على أن حليّ المعادلة أو جذريها هما
يمكننا أن نثبت جبريًا أن أو مجموع هذين الجذرين يساوي ، وأن أو حاصل ضرب هذين الجذرين يساوي كما يلي:
يتيح لنا ذلك تعميم العلاقة بين المعادلة التربيعية وجذريها.
خاصية: العلاقة بين المعادلة التربيعية وجذريها
أي معادلة تربيعية على الصورة ، يكون مجموع جذريها ، مساويًا ، وحاصل ضرب جذريها مساويًا . بعبارة أخرى،
لاحظ أنه إذا كان أو المعامل الرئيسي في المعادلة ، يساوي ١، فإن مجموع الجذرين يساوي وحاصل ضرب الجذرين يساوي
ومن ثم، يمكننا التعميم مرة أخرى حول العلاقة بين المعادلة التربيعية وجذريها عندما يكون المعامل الرئيسي للمعادلة هو ١.
الخاصية: العلاقة بين المعادلة التربيعية التي معاملها الرئيسي 1 وجذريها
أي معادلة تربيعية على الصورة ، حيث ، فإن مجموع جذريها ، ، مساويًا ، أو سالب معامل ، وحاصل ضرب جذريها يساوي ، أو يساوي الحد الثابت. أي إن،
باستخدام هاتين العلاقتين، يمكننا تكوين معادلة تربيعية باستخدام معادلة تربيعية أخرى وجذريها. على سبيل المثال، إذا عرفنا أن جذري المعادلة هما ،، فإننا نعرف أن مجموع هذين الجذرين يساوي ، أو ٧، وأن حاصل ضرب هذين الجذرين يساوي ١٠. وبناء على ذلك، يمكننا كتابة المعادلات التي يمكن استخدامها للمساعدة في تحديد المعادلة التربيعية التي جذريها هما ، . هيا نلق نظرة على كيفية حل مسائل من هذا النوع في الأمثلة التالية.
مثال ١: تكوين معادلة تربيعية باستخدام معادلة تربيعية أخرى وجذريها
إذا كان ، جذري المعادلة ، فأوجد في أبسط صورة المعادلة التربيعية التي يكون جذراها ، .
الحل
نعرف أن أي معادلة تربيعية على الصورة ، حيث ، يكون مجموع جذريها مساويًا أو سالب معامل ، وحاصل ضربهما مساويًا ، أو مساويًا الحد الثابت.
في المعادلة التربيعية ، نرى أن قيمة تساوي ١، قيمة تساوي ٨، قيمة تساوي ١٢. وهذا يعني أنه بما أن جذري هذه المعادلة هما ، فنعلم بذلك أن
تطلب منا المسألة إيجاد معادلة تربيعية أخرى في أبسط صورة لها، ويكون جذراها ، . لنفترض أن المعادلة التربيعية الأخرى على الصورة . فإذا افترضنا أن ، فإننا نعلم أن يجب أن يساوي ، وأن يجب أن يساوي . أولًا، دعونا نستخدم المعادلة للمساعدة في إيجاد قيمة التعبير :
بما أن قيمة تساوي ، ونحن نعلم أن هذه هي قيمة ، لذا فإن قيمة يجب أن تساوي ١٤.
دعونا بعد ذلك نستخدم المعادلة لتساعدنا في إيجاد قيمة التعبير :
نلاحظ أنه في الحد الثاني بالطرف الأيمن من المعادلة، لدينا التعبير مضروبًا في ٣. نحن نعلم بالفعل أن التعبير يساوي ، وعليه يمكننا التعويض بـ عن ثم عزل في طرف بمفرده كما يلي:
بما أن يساوي ٤٥، نعلم إذن أن هذه هي قيمة . وبناء على ذلك، بما أن ، ، ، نكون قد أوضحنا أن المعادلة التربيعية جذريها هما ،.
والآن، لنلق نظرة على مثال مشابه يتعين علينا فيه تكوين معادلة تربيعية باستخدام معادلة تربيعية أخرى وجذريها.
مثال ٢: تكوين معادلة تربيعية باستخدام معادلة تربيعية أخرى وجذريها
إذا كان ، جذري المعادلة ، فأوجد المعادلة التربيعية التي جذراها ، في أبسط صورة.
الحل
لعلنا نتذكر أن أي معادلة تربيعية على الصورة ، حيث ، يكون مجموع جذريها مساويًا أو سالب معامل ، وحاصل ضرب جذريها مساويًا ، أو مساويًا الحد الثابت.
نلاحظ، أنه في المعادلة التربيعية ، قيمة تساوي ١، قيمة تساوي ، قيمة تساوي ٥. علمنا أن جذري هذه المعادلة هما ،، لذا نعرف أن
تطلب منا المسألة إيجاد معادلة تربيعية أخرى جذراها ، في أبسط صورة. نفترض أن هذه المعادلة التربيعية الأخرى على الصورة . إذا افترضنا أن فإننا نعلم أن يجب أن يساوي ، وأن يجب أن يساوي . ولإيجاد قيمة التعبير لا بد أن نبدأ بتربيع طرفي المعادلة ثم فك الطرف الأيمن:
نلاحظ أنه في الحد الثاني بالطرف الأيمن للمعادلة، لدينا التعبير مضروبًا في ٢. بما أننا نعلم بالفعل أن قيمة التعبير يساوي ٥، يمكننا الآن التعويض بـ ٥ عن ، ثم عزل في طرف بمفرده:
بما أن قيمة تساوي ، ونحن نعلم أن هذه هي قيمة ، لذا فإن قيمة يجب أن تساوي ٦.
والآن، دعونا نوجد قيمة التعبير . يمكننا فعل ذلك بتربيع طرفي المعادلة ثم توزيع الأس:
بما أن يساوي ٢٥، فنحن نعلم أن هذه هي قيمة . ومن ثم، بما أن ، ، ، نكون قد أوضحنا أن المعادلة التربيعية جذريها هما ،.
في المسألة التالية، سنوجد قيمة تعبير باستخدام العلاقة بين معاملات المعادلة التربيعية وجذريها.
مثال ٣: استخدام العلاقة بين معاملات معادلة تربيعية وجذريها لإيجاد قيمة تعبير
إذا كان ، جذري المعادلة ، فما قيمة ؟
الحل
المعادلة معادلة تربيعية مكتوبة على الصورة ، حيث ، ، . بما أن قيمة تساوي ١، فإننا نعلم أن مجموع جذري المعادلة يساوي أو يساوي سالب معامل ، وأن حاصل ضرب الجذرين يساوي ، أو يساوي الحد الثابت. علمنا أن جذري المعادلة هما ، ، إذن يمكننا كتابة المعادلتين
المطلوب منا في المسألة هو إيجاد قيمة . ولإجراء ذلك، علينا إعادة كتابة الكسرين في التعبير بمقام مشترك ثم جمع الكسرين معًا. يمكننا أن نبدأ بضرب كل من بسط ومقام كل كسر في مقام الآخر لنحصل على . وبالتبسيط، نحصل على وبعد جمع الكسرين معًا، نحصل على .
نلاحظ أن بسط التعبير الناتج هو مجموع جذري المعادلة ، وأن مقام التعبير هو حاصل ضرب الجذرين. لقد أوجدنا بالفعل أن مجموع الجذرين، أو يساوي ، وأن حاصل ضرب الجذرين، أو ، يساوي ١٥، ومن ثم فإن قيمة يجب أن تكون أو .
في المسألة التالية، سنكتب مجدداً معادلة تربيعية باستخدام معادلة تربيعية أخرى وجذريها. ولكن هذه المرة، لن تكون المعاملات التي سنحصل عليها أعدادًا صحيحة، لذا علينا ضرب طرفي المعادلة في ثابت للتخلص من الكسرين.
مثال ٤: كتابة معادلة تربيعية باستخدام معادلة تربيعية أخرى وجذريها
إذا كان ، هما جذرا المعادلة ، فأوجد المعادلة التربيعية التي جذراها ، في أبسط صورة .
الحل
نتذكر أن أي معادلة تربيعية على الصورة ، حيث ، يكون مجموع جذريها مساويًا أو سالب معامل ، وحاصل ضرب جذريها مساويًا ، أو مساويًا الحد الثابت.
في المعادلة التربيعية ، نلاحظ أن قيمة تساوي ١، قيمة تساوي ، قيمة تساوي ١٢. وبذلك، بما أن جذري هذه المعادلة هما ، ، نعرف إذن أن
تطلب منا المسألة إيجاد معادلة تربيعية أخرى في أبسط صورة يكون جذراها ،. نفترض أن هذه المعادلة التربيعية الأخرى مكتوبة على الصورة . إذا افترضنا أن ، نعرف إذن أن يجب أن يساوي ، وأن يجب أن يساوي .
ولإيجاد قيمة التعبير ، يجب أن نبدأ بإيجاد مقام مشترك للكسرين في التعبير ثم جمع الكسرين معاً لنحصل على ، أو .
والآن، لنقوم بتربيع طرفي المعادلة ثم فك الطرف الأيمن:
لاحظ أنه في الحد الثاني بالطرف الأيمن في المعادلة، لدينا التعبير مضروبًا في ٢. وبما أننا نعلم بالفعل أن التعبير يساوي ١٢، يمكننا التعويض بـ ١٢ عن ، وعزل في طرف بمفرده:
بعد ذلك، دعونا نوجد قيمة التعبير . يمكننا إجراء ذلك بتربيع طرفي المعادلة ، ثم توزيع الأس:
والآن، نعوض بـ ، في التعبير لنحصل على الذي هو قيمة أو الذي هو قيمة ، وهو معامل في المعادلة التي نبحث عنها.
نعوض أيضاً بـ في التعبير ، لنحصل على ، الذي هو قيمة ، وهو الحد الثابت في المعادلة. وهذا يعطينا المعادلة .
وأخيرًا، للتخلص من الكسرين، يمكننا ضرب الطرفين في ١٤٤ لنحصل على المعادلة ، أو .
دعونا نلقي نظرة الآن على مثال حول كيفية تكوين معادلة تربيعية باستخدام معادلة تربيعية معاملها الرئيسي لا يساوي ١ وجذريها.
مثال ٥: تكوين معادلة تربيعية باستخدام معادلة تربيعية معاملها الرئيسي لا يساوي 1 وجذريها
إذا كان ، جذري المعادلة ، فأوجد المعادلة التربيعية التي جذراها ، في أبسط صورة.
الحل
نعرف أن أي معادلة تربيعية على الصورة ، يكون مجموع جذريها مساويًا ، وحاصل ضرب جذريها يساوي . في المعادلة ، قيمة تساوي ٣، قيمة تساوي ١٦، قيمة تساوي . ومن ثم، بما أن جذري هذه المعادلة هما ، ، فنعرف إذن أن
تطلب منا المسألة إيجاد معادلة تربيعية أخرى في أبسط صورة، يكون جذراها ،. نفترض أن هذه المعادلة التربيعية الأخرى على الصورة: . نتذكر أن أي معادلة تربيعية على الصورة ، حيث ، يكون مجموع جذريها مساويًا أو سالب معامل ، وحاصل ضرب جذريها مساويًا ، أو مساويًا الحد الثابت.
وعليه، فإذا افترضنا أن ، فإننا نعلم أن يجب أن يساوي ، أو ، وأن يجب أن يساوي أو .
نعوض بـ في التعبير لنحصل على وهو قيمة أو الذي هو قيمة ، وهو معامل في المعادلة التي نريد إيجادها.
نعوض أيضاً بـ في التعبير لنحصل على الذي هو قيمة ، وهو الحد الثابت في المعادلة. وهذا يعطينا المعادلة .
وأخيرًا، للتخلص من الكسرين، يمكننا ضرب كلا الطرفين في ١٢ لنحصل على المعادلة ، أو .
وأخيرًا، سنتناول مسألة أخرى علينا فيها تكوين معادلة تربيعية باستخدام معادلة تربيعية معاملها الرئيسي لا يساوي واحدًا وجذريها.
مثال ٦: تكوين المعادلات التربيعية في أبسط صورة باستخدام العلاقة بين المعادلة التربيعية وجذريها
إذا كان ، جذري المعادلة ، فأوجد في أبسط صورة المعادلة التربيعية التي جذراها ، .
الحل
نعرف أن أي معادلة تربيعية على الصورة ، يكون مجموع جذريها مساويًا ، وحاصل ضرب جذريها مساويًا . في المعادلة ، قيمة تساوي ٢، قيمة تساوي ، قيمة تساوي ١. وبما أن جذري هذه المعادلة هما ، ، فإننا نعلم أن
تطلب منا المسألة إيجاد معادلة تربيعية أخرى في أبسط صورة يكون جذراها ،. نفترض أن هذه المعادلة التربيعية الأخرى على الصورة . نتذكر أن أي معادلة تربيعية على الصورة ، حيث ، يكون مجموع جذريها مساويًا أو سالب معامل ، وحاصل ضرب جذريها مساويًا ، أو مساويًا الحد الثابت.
لذلك، إذا افترضنا أن ، فإننا نعلم أن يجب أن يساوي ، وأن يجب أن يساوي ، أو .
لكي نوجد قيمة التعبير ، فلنبدأ بتربيع طرفي المعادلة ثم فك الطرف الأيمن:
لاحظ أنه في الحد الثاني بالطرف الأيمن من المعادلة، لدينا التعبير مضروبًا في ٢. وبما أننا نعلم بالفعل أن قيمة التعبير تساوي يمكننا التعويض الآن بـ عن ، ثم عزل في طرف بمفرده:
بعد ذلك، نضرب طرفي المعادلة في ٢، لنحصل على
بما أن قيمة تساوي ، فإننا نعلم أن هذه هي قيمة ، ومن ثم فإن قيمة يجب أن تساوي .
والآن، دعونا نوجد قيمة التعبير . يمكننا البدء بتربيع طرفي المعادلة ثم توزيع الأس:
بعد ذلك، نضرب طرفي المعادلة في ٤، ونحصل على
بما أن قيمة تساوي ١، فنحن نعلم أن هذه هي قيمة .
وبذلك يمكننا التعويض بـ ، ، في لنحصل على المعادلة . وأخيرًا، للتخلص من الكسر، يمكننا ضرب كلا الطرفين في ٢ لنحصل على المعادلة ، أو .
دعونا نختم الآن بتلخيص بعض النقاط الرئيسية.
النقاط الرئيسية
- أي معادلة تربيعية على الصورة ، يكون مجموع جذريها مساويًا لـ ، وحاصل ضربهما مساويًا لـ .
- أي معادلة تربيعية على الصورة ، حيث ، يكون مجموع جذريها مساويًا أو سالب معامل ، وحاصل ضرب جذريها مساويًا ، أو مساويًا الحد الثابت.
- من الممكن تكوين معادلة تربيعية باستخدام معادلة تربيعية أخرى وجذريها.
- هناك معادلات تربيعية معاملها الرئيسي لا يساوي واحدًا.