Mitte­täieliku ruut­võrrandi lahendamine

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 x=±9 (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 a2=a. Teisiti öeldes, leiame võrrandi x2 = 9 mõlemast poolest ruut­juure. Saame, et x=9 ehk x=3. 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:

5x2 = 100x2 = 20x = ±20 ehk x=±25

Negatiivne arv ruudu külje pikkusena ei sobi. Seega on väiksema ruudu külg 25 cm ja suurema oma järelikult 45 cm.

Kontrolliks arvutame nende ruutude pindalade summa:

252+452=20+80=100.

Vastus. Ruutude küljed on 25 ja 45 cm.

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 x=-20,5=-4.

Seega on lähte­võrrandil kaks lahendit: x = 0 või x = –4.

Vastus. x1 = –4, x2 = 0.

Ülesanded A

0=

-2=

4,5=

-3,8=

x=5
x1, x2

2t=10
t1, t2

x-1=2
x1, x2

t=-1

x2 – 36 = 0
x1, x2

2n218 = 0
n1, n2

0,2u2 – 20 = 0
u1, u2

t2 – 49 = 0
t1, t2

3s2 – 75 = 0
s1, s2

2x2 + 50 = 0

(x – 3)(x + 4) = 0
x1, x2 

(2x – 4)(x – 8) = 0
x1, x2 

(x + 1)(x – 1) = 0
x1 = , x2

x2 – 10x = 0
x1, x2

t2 + 6t = 0
t1, t2

2x2 – 4x = 0
x1, x2

3u2 – 2u = 0
u1, u2

17x2 = 0
x1, x2

7s2 + 14s = 0
s1, s2

x(x – 2) = 9 – 2x
x1, x2

2(t2 + 5) = 10
t1, t2

0,1(3t2 – 13) = –1
t1, t2

5t(t – 5) + 2 = 2 + 5t
t1, t2

u – 2(u2 + u – 1) = 2
u1, u2

5x + 16 = x(x + 5)
x1, x2

3u2u(u + 1) = 18 – u
u1, u2

2x2 + x(x – 7) = 3 – 7x
x1, x2

1 – 6(x2x – 1) = 7
x1, x2

5x2 – 2x(x – 3) = 0
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 x=-ba ning selgita, mis­sugustel a ja b väärtustel on see lahend positiivne, mis­sugustel negatiivne.

Näita, et võrrandi ax2 + c = 0 lahend avaldub üld­kujul nii: x=±-ca. Uuri, millised peavad olema c ja a väärtused, et see võrrand lahenduks.

3x2-8=0
x1 ≈ , x2 ≈ 

z27-5=0
z1 ≈ , z2 ≈ 

uu3+2=2u+1
u1 ≈ , u2 ≈ 

5-tt+5=t5
t1 ≈ , t2 ≈ 

27,1x2 – 40 = 0
x1 ≈ , x2 ≈ 

x210=3
x1 ≈ , x2 ≈ 

x22+2x=0
x1 ≈ , x2 ≈ 

3,89t2 – 1,02 = 0
t1 ≈ , t2 ≈ 

uu5-5u=3-5u2
u1 ≈ , u2 ≈ 

m25+5m=m2
m1 ≈  , m2 ≈ 

Vastus. d ≈  cm.

Vastus. Need arvud on (kasvavalt) .

Vihje
Tähista otsitavatest arvudest keskmine tähega x.

Vastus. Ruudu külg kasvab ligi­kaudu %.

Vastus. Ruudu diagonaal on siis  ≈  (cm).

Vihje
Arvesta, et ruut on romb, ja meenuta, kuidas saab rombi pindala arvutada.

Vastus. Täis­nurkse kolm­nurga pindala on ligi­kaudu  cm2 ja ringi pindala ligi­kaudu  cm2.

Vastus. Trapetsi pindala on  cm2 ja rombi pindala on  cm2.