00:00
00:00
Författare:Simon Rybrand
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet

I denna lektion fördjupar vi kunskaperna i hur du löser andragradsekvationer. Vi kommer titta närmre på andragradsekvationer som är skrivna på lite annorlunda form jämfört med pq-formeln i formelbladet.

Vi repeterar lösningsformeln, även kallad PQ-formeln.

Lösningsformeln

Andragradsekvationen  $x^2+px+q=0$x2+px+q=0  har lösningarna

 $x_{1,2}=$x1,2= $-\frac{p}{2}\pm\sqrt{\left(\frac{p}{2}\right)^2-q}$p2 ±(p2 )2q 

Nödvändigt förarbete

För att kunna använda PQ – formeln så måste andragradsekvationen skrivas om på formeln  x2+px+q=0x^2+px+q=0x2+px+q=0

Det innebär att a=1a=1a=1 och det ena ledet måste vara lika med noll. Först då kan vi tillämpa denna formel.

Två nödvändiga check

Koefficienten framför andragradstermen måste vara lika med ett.

Ena ledet måste vara lika med noll.

Om andragradsekvationen inte är lika med noll

En andragradsekvation kan behöva skrivas om innan man kan använda lösningsformeln. Den måste nämligen så på en sådan form att andragradstermens koefficient är lika med ett och att ett av leden är lika med noll. Vi tar ett exempel.

Exempel 1

Lös andragradsekvationen  24x=273x224x=27-3x^224x=273x2 

Lösning

Vi börjar med att subtrahera båda leden med  24x24x24x för att få noll i ena ledet

0=273x224x0=27-3x^2-24x0=273x224x 

Nu dividerar vi med 3-33  för att få koefficienten framför andragradstermen lika med ett

 0=x2+8x90=x^2+8x-90=x2+8x9 

Nu står ekvationen på rätt form och vi kan använda oss av pq-formeln för att lösa ut de bägge rötterna.

 x=x=x=  82±(82)2(9)-\frac{8}{2}\pm\sqrt{\left(\frac{8}{2}\right)^{^2}-\left(-9\right)}82 ±(82 )2(9) 

 x=4±42+9x=-4\pm\sqrt{4^2+9}x=4±42+9 

 x=4±16+9x=-4\pm\sqrt{16+9}x=4±16+9

 x=4±25x=-4\pm\sqrt{25}x=4±25  

x=4±5x=-4\pm5x=4±5

{x1=1x2=9 \begin{cases} x_1 = 1 \\ x_2 = -9 \end{cases}

Diskriminant

I kommande genomgångar kommer vi studera grafer till andragradspolynom. Hur dessa ser ut kommer bland annat påverkas av värdet under rottecknet i pq-formeln. För att lättare kunna förklara olika skeenden är det därför bra att känna till att  (p2)2q\left(\frac{p}{2}\right)^2-q(p2 )2q kallas för ekvationens diskriminant.

Värdet på diskriminanten kommer avgöra hur många reella lösningar som andragradsekvationen har. Men mer om det i lektionen om andragradsfunktionens nollställen.

Om diskriminanten har värdet noll, det vill säga  (p2)2=q\left(\frac{p}{2}\right)^2=q(p2 )2=q kommer ekvationen får en så kallad dubbelrot. Det innebär att andragradsekvationens nollställen är lika med varandra, x1=x2x_1=x_2x1=x2 

Exempel 2

Lös andragradsekvationen  2x2+18=12x2x^2+18=-12x2x2+18=12x 

Lösning

Vi börjar med att skriv om ekvationen för PQ-formeln.

 2x2+18=12x2x^2+18=-12x2x2+18=12x            addera båda led med  12x12x12x för att få noll i ena ledet

 2x2+12x+18=02x^2+12x+18=02x2+12x+18=0            dividerar vi med 222 för att få koefficienten framför andragradstermen lika med ett

 x2+6x+9=0x^2+6x+9=0x2+6x+9=0

Nu står ekvationen på rätt form och vi kan använda oss av pq-formeln för att lösa ut de bägge rötterna x1x_1x1och x2x_2x2.

 x=x=x=  62±(62)29-\frac{6}{2}\pm\sqrt{\left(\frac{6}{2}\right)^{^2}-9}62 ±(62 )29 

 x=3±329x=-3\pm\sqrt{3^2-9}x=3±329 

 x=3±99x=-3\pm\sqrt{9-9}x=3±99 

 x=3±0x=-3\pm\sqrt{0}x=3±0  

 x=3±0x=-3\pm0x=3±0 

{x1=3x2=3 \begin{cases} x_1 = -3 \\ x_2 = -3 \end{cases}

Ekvationen har en dubbelrot eftersom att x1=x2x_1=x_2x1=x2 .

Det innebär att det är bara ett värde på xxx som uppfyller likheten mellan VL och HL. I detta fall har ekvationen bara ett nollställe. I lektionen om symmetrilinjen och nollställen kommer vi titta närmre på hur detta visar sig i grafen till andragradsfunktionen.

abc-formeln

I stora delar av världen använder man abc-formeln i stället för pq. Fördelen med den är att vi inte behöver skriva om ekvationen med koefficienten 111 framför andragradstermen innan vi tillämpar formeln utan kan sätta in värden direkt från alla andragradsekvationer.

abc-formeln

Andragradsekvationen  ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0ax2+bx+c=0  har lösningarna

 x1,2=x_{1,2}=x1,2= b±b24ac2a\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a}b±b24ac2a  

Det vill säga de två lösningarna ges av

 x1=x_1=x1= b+b24ac2a\frac{-b+\sqrt{b^2-4ac}}{2a}b+b24ac2a    och x2=x_2=x2= bb24ac2a\frac{-b-\sqrt{b^2-4ac}}{2a}bb24ac2a   

Exempel 3 

Lös andragradsekvationen 2x2+4x6=02x^2+4x-6=02x2+4x6=0 

Lösning

Vi läser av  a=2a=2a=2b=4b=4b=4  och  c=6c=-6c=6  och sätter in i acb-formeln för att lösa ut de bägge rötterna x1x_1x1och x2x_2x2.

 x1,2=x_{1,2}=x1,2= 4±4242(6)22\frac{-4\pm\sqrt{4^2-4\cdot2\cdot\left(-6\right)}}{2\cdot2}4±424·2·(6)2·2  

 x1,2=x_{1,2}=x1,2= 4±16+484\frac{-4\pm\sqrt{16+48}}{4}4±16+484  

 x1,2=x_{1,2}=x1,2= 4±644\frac{-4\pm\sqrt{64}}{4}4±644  

 x1,2=x_{1,2}=x1,2= 4±84\frac{-4\pm8}{4}4±84 

 x1,2=x_{1,2}=x1,2= 44±82\frac{-4}{4}\pm\frac{8}{2}44 ±82  

 x1,2=1±2x_{1,2}=-1\pm2x1,2=1±2  

{x1=1x2=3 \begin{cases} x_1 = 1 \\ x_2 = -3 \end{cases}

När det gäller att lösa andragradsekvationer är det oftare lättare huvudräkning med pq-formeln. Men när det gäller att hitta samband mellan symmetrilinjen, nollställen och grafens utseende kan det underlätta med abc-formeln.

PQ-formeln och tredjegradsekvationer

I matematik 2 krävs det inte att du skall kunna lösa alla tredjegradsekvationer. Men genom att använda de kunskaper vi har i faktorisering i kombination med nollproduktmetoden, kvadratrotsmetoden och lösningsformen kan vi lösa ekvationer som till en början ser riktigt besvärliga ut. Vi tar två exempel här.

Exempel 4

Lös tredjegradsekvationen  x3+4x2=5xx^3+4x^2=5xx3+4x2=5x

Lösning

Vi börjar med att subtrahera med i 5x5x5x båda leden

x3+4x25x=0x^3+4x^2-5x=0x3+4x25x=0

Nu bryter vi ut xxx ur varje term.

x(x2+4x5)=0x\left(x^2+4x-5\right)=0x(x2+4x5)=0

Enligt nollproduktmetoden så kan vi här se att vi har en lösning x1=0x_1=0x1=0. De andra två lösningarna får vi om vi löser ekvationen i parentesen.

x2+4x5=0x^2+4x-5=0x2+4x5=0

 x2,3=x_{_{2,3}}=x2,3= 42±(42)2(5)-\frac{4}{2}\pm\sqrt{\left(\frac{4}{2}\right)^{^2}-\left(-5\right)}42 ±(42 )2(5)  

 x2,3=2±22+5x_{_{2,3}}=-2\pm\sqrt{2^{^2}+5}x2,3=2±22+5 

 x2,3=2±4+5=2±3x_{_{2,3}}=-2\pm\sqrt{4+5}=-2\pm3x2,3=2±4+5=2±3 

 x2,3=2±3x_{_{2,3}}=-2\pm3x2,3=2±3  

{ x2=23=5x3=2+3=1 \begin{cases}  x_2 = -2-3=-5 \\ x_3 =-2+3= 1 \end{cases}

Ekvationens tre lösningar är därmed

{x1=0x2=5x3=1 \begin{cases} x_1 = 0 \\ x_2 = -5 \\ x_3 = 1 \end{cases}

I detta fall har vi alltså tre olika värden på xxx som ger att likheten mellan VL och HL stämmer.

Exempel i videon

  • Lös ekvationen 3x239+36x=03x^2 – 39 + 36x = 0.
  • Lös ekvationen 8x254=48x+2x28x^2 – 54 = 48x + 2x^2.
  • Lös ekvationen x2+x2316=0x^2 + \frac{x}{2} – \frac{3}{16} = 0