Как решать биквадратные уравнения ?

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Биквадратное уравнение — это уравнение четвертой степени вида: ax4+bx2+c=0a x to the fourth power plus b x squared plus c equals 0где a0a is not equal to 0. Основной метод решения заключается в сведении его к обычному квадратному уравнению с помощью замены переменной. Алгоритм решения 1. Введение новой переменной Замените x2x squared на новую переменную (обычно используют tt или yy): x2=tx squared equals tВажное условие: так как квадрат любого вещественного числа не может быть отрицательным, то t0t is greater than or equal to 0. 2. Составление квадратного уравнения Подставьте tt в исходное уравнение. Так как x4=(x2)2=t2x to the fourth power equals open paren x squared close paren squared equals t squared, уравнение примет вид: at2+bt+c=0a t squared plus b t plus c equals 03. Нахождение корней квадратного уравнения Решите полученное уравнение через дискриминант ( Dcap D):

  1. Найдите дискриминант: D=b24accap D equals b squared minus 4 a c. Если D<0cap D is less than 0, корней нет. Если D0cap D is greater than or equal to 0, найдите корни t1t sub 1 и t2t sub 2 по формуле:
    t=b±D2at equals the fraction with numerator negative b plus or minus the square root of cap D end-root and denominator 2 a end-fraction

4. Отбор подходящих корней Проверьте полученные значения tt. Если какой-либо корень t<0t is less than 0, он не подходит для дальнейшего решения, так как уравнение x2=tx squared equals t не будет иметь вещественных корней. 5. Обратная замена Для каждого найденного положительного значения tt вернитесь к переменной xx:

  1. x2=t1x1,2=±t1x squared equals t sub 1 implies x sub 1 comma 2 end-sub equals plus or minus the square root of t sub 1 end-root x2=t2x3,4=±t2x squared equals t sub 2 implies x sub 3 comma 4 end-sub equals plus or minus the square root of t sub 2 end-root

Пример решения Решим уравнение: x45x2+4=0x to the fourth power minus 5 x squared plus 4 equals 0

  1. Замена: Пусть x2=tx squared equals t, где t0t is greater than or equal to 0. Уравнение: t25t+4=0t squared minus 5 t plus 4 equals 0. Дискриминант: D=(-5)2414=2516=9cap D equals open paren negative 5 close paren squared minus 4 center dot 1 center dot 4 equals 25 minus 16 equals 9. Корни для tt:
    • t1=5+32=4t sub 1 equals the fraction with numerator 5 plus 3 and denominator 2 end-fraction equals 4 t2=532=1t sub 2 equals the fraction with numerator 5 minus 3 and denominator 2 end-fraction equals 1
      Оба корня положительные, значит, оба подходят.
    Обратная замена:
    • x2=4x1=2,x2=-2x squared equals 4 implies x sub 1 equals 2 comma x sub 2 equals negative 2 x2=1x3=1,x4=-1x squared equals 1 implies x sub 3 equals 1 comma x sub 4 equals negative 1

Ответ: -2;-1;1;2negative 2 ; negative 1 ; 1 ; 2. Количество возможных корней В зависимости от дискриминанта и знаков корней t1,t2t sub 1 comma t sub 2, биквадратное уравнение может иметь:

  • 4 корня: если t1,t2>0t sub 1 comma t sub 2 is greater than 0; 3 корня: если один корень равен 00, а второй больше 00; 2 корня: если один корень положительный, а второй отрицательный (или если D=0cap D equals 0 и t>0t is greater than 0); 1 корень: если t1=0t sub 1 equals 0, а t2<0t sub 2 is less than 0; 0 корней: если D<0cap D is less than 0 или оба корня t1,t2<0t sub 1 comma t sub 2 is less than 0.

Я могу составить для вас несколько тренировочных уравнений разной сложности для закрепления материала. Хотите, чтобы я это сделал?

Форма ответа

Ваш аватар