Ruutvõrrandi ax2 + c = 0 lahendamine
Kui normaalkujulises võrrandis ax2 + bx + c = 0 võtta b = 0, siis saame mittetäieliku võrrandi ax2 + c = 0. Seda liiki ruutvõrrandeid lahendasime juba eelnevates peatükides ruutjuure definitsioonist lähtudes.
Näide 1
Lahendame ruutvõrrandi 2x2 – 18 = 0.
Viime vabaliikme paremale poole võrdusmärki ja saame:
2x2 = 18 | : 2 ehk x2 = 9.
Neid arve, mille ruut on 9, on kaks: arvud –3 ja 3. Võttes väiksema lahendi tähiseks x1 ja suurema omaks x2, võime anda vastuse nii: x1 = –3, x2 = 3.
Tavaliselt kirjutatakse lahenduskäik üles järgmiselt: x2 = 9, millest (loe: x võrdub pluss-miinus ruutjuurega üheksast) ja x = ±3 ehk x1 = –3, x2 = 3.
Seda võrrandit võib lahendada ka teisiti. Kasutame võrrandist x2 = 9 tundmatu x avaldamiseks seost Teisiti öeldes, leiame võrrandi x2 = 9 mõlemast poolest ruutjuure. Saame, et ehk Selliseid arve, mille absoluutväärtus on 3, on kaks: arvud –3 ja 3.
Vastus. x1 = –3, x2 = 3.
Näide 2
Võrrandi 2x2 + 8 = 0 lahendamisel saame, et 2x2 = –8 ehk x2 = –4.
Et ühegi arvu ruut meile tuntud arvude hulgas ei saa olla negatiivne, siis antud võrrandil puuduvad lahendid.
Vastus. Lahendid puuduvad.
Paljude tekstülesannete lahendamiseks tuleb koostada ruutvõrrand. Selliste ülesannete lahendamisel peame arvestama, et olenevalt ülesande sisust võib ülesande vastuseks sobida ainult üks leitud lahend. Seepärast tuleb võrrandi lahendeid alati kontrollida ülesande teksti järgi.
Näide 3
On kaks ruutu, millest ühe külje pikkus on teise omast 2 korda pikem. Nende ruutude pindalade summa on 100 cm2. Leiame nende ruutude küljed.
Lahendus. Olgu väiksema ruudu külje pikkus x cm, siis suurema ruudu külje pikkus on 2x cm. Väiksema ruudu pindala on x2 cm2 ja suurema oma (2x)2 ehk 4x2 cm2. Kuna nende ruutude pindalade summa on 100 cm2, siis saame võrrandi x2 + 4x2 = 100, mille lahendamisel saame:
Negatiivne arv ruudu külje pikkusena ei sobi. Seega on väiksema ruudu külg ja suurema oma järelikult .
Kontrolliks arvutame nende ruutude pindalade summa:
Vastus. Ruutude küljed on ja
Märkus. Vastuses võib jätta ruutjuured välja arvutamata. Kui aga ülesandes nõutakse ümardatud vastuseid, siis tuleb muidugi need arvutused teha ja esitada vastus nõutud täpsusega. Eelmise näite vastused võiksime anda näiteks kümnendikeni ümardatult. Arvuti abil leiame siis, et ruutude küljed on 4,5 cm ja 8,9 cm.
Ruutvõrrandi ax2 + bx = 0 lahendamine
Vaadeldava ruutvõrrandi lahendamisel kasutame korrutise nulliga võrdumise tingimust:
kui vähemalt üks tegureist on võrdne nulliga, siis on korrutis võrdne nulliga ja ümberpöördult, kui korrutis on võrdne nulliga, siis on vähemalt üks tegureist võrdne nulliga.
Näide 4
Lahendame võrrandi 0,5x2 + 2x = 0.
Selle võrrandi vasakul poolel on mõlemas liikmes ühine tegur x, mille toome sulgude ette. Nii saame uue võrrandi, mille vasak pool on kahe teguri korrutis:
x(0,5x + 2) = 0.
Teades korrutise nulliga võrdumise tingimust, võime kirjutada, et
x = 0 või 0,5x + 2 = 0.
Võrrandi 0,5x + 2 = 0 lahendamisel saame, et 0,5x = –2, millest
Seega on lähtevõrrandil kaks lahendit: x = 0 või x = –4.
Vastus. x1 = –4, x2 = 0.
Ülesanded A
x1 = , x2 =
t1 = , t2 =
x1 = , x2 =
2x2 – 10 = 0
x1 ≈ , x2 ≈
5t2 – 12 = 0
t1 ≈ , t2 ≈
x(x – 5) + x2 = 7 – 5x
x1 ≈ , x2 ≈
3u(u – 3) = 9(2 – u)
u1 ≈ , u2 ≈
3x2 – 2 = 0
x1 ≈ , x2 ≈
5t2 – 1 = 0
t1 ≈ , t2 ≈
2t(t – 1) = 345 – 2t
t1 ≈ , t2 ≈
u(2u + 7) – 5 = u(u + 7)
u1 ≈ , u2 ≈
Vastus. Kuubi serv on cm ja kuubi ruumala on cm3.
Vastus. d ≈ dm.
Vastus. Selle ristkülikuga võrdpindse ruudu külg on ≈ (cm).
Vastus. See arv on .
Vastus. Ruudu külg on cm ja ristküliku pindala cm2.
Vastus. Rööpküliku pindala on cm2.
Ülesanded B
Näita, et võrrandi ax2 + bx = 0 nullist erinev lahend avaldub kujul ning selgita, missugustel a ja b väärtustel on see lahend positiivne, missugustel negatiivne.
Näita, et võrrandi ax2 + c = 0 lahend avaldub üldkujul nii: . Uuri, millised peavad olema c ja a väärtused, et see võrrand lahenduks.
x1 ≈ , x2 ≈
z1 ≈ , z2 ≈
u1 ≈ , u2 ≈
t1 ≈ , t2 ≈
Vastus. d ≈ cm.
Vastus. Need arvud on (kasvavalt) , , .
Vihje
Vastus. Ruudu külg kasvab ligikaudu %.
Vastus. Ruudu diagonaal on siis ≈ (cm).
Vihje
Vastus. Täisnurkse kolmnurga pindala on ligikaudu cm2 ja ringi pindala ligikaudu cm2.
Vastus. Trapetsi pindala on cm2 ja rombi pindala on cm2.