Теорема Виета
Теорема Виета:
Сумма корней приведённого квадратного уравнения
x2 + px + q = 0
равна второму коэффициенту, взятому с противоположным знаком, а произведение корней равно свободному члену
x1 + x2 = -p, x1 · x2 = q.
Доказательство:
Если приведённое квадратное уравнение имеет вид
x2 + px + q = 0,
то его корни равны:
,
где D = p2 - 4q. Чтобы доказать теорему, сначала найдём сумму корней:
,
а теперь найдём их произведение:
Равенства, показывающие зависимость между корнями и коэффициентами квадратного уравнения:
x1 + x2 = -p,
x1 · x2 = q
называются формулами Виета.
Примечание: если дискриминант равен нулю (D = 0), то подразумевается, что уравнение имеет не один корень, а два равных корня.
Обратная теорема
Теорема:
Если сумма двух чисел равна -p, а их произведение равно q, то эти числа являются корнями приведённого квадратного уравнения:
x2 + px + q = 0.
Доказательство:
Пусть дано x1 + x2 = -p, значит, x2 = -p - x1. Подставим это выражение в равенство x1 · x2 = q, получим:
x1(-p - x1) = q;
-px1 - x12 = q;
x12 + px1 + q = 0.
Это доказывает, что число x1 является корнем уравнения x2 + px + q = 0. Точно так же можно доказать, что и число x2 является корнем для этого уравнения.
Решение примеров
Зависимость между корнями и коэффициентами квадратного уравнения позволяет в некоторых случаях находить корни уравнения устно, не используя формулу корней.
Пример 1. Найти корни уравнения:
x2 - 3x + 2 = 0.
Решение: Так как
x1 + x2 = -(-3) = 3;
x1 · x2 = 2;
очевидно, что корни равны 1 и 2:
1 + 2 = 3;
1 · 2 = 2.
Подставив числа 1 и 2 в уравнение, убедимся, что корни найдены правильно:
12 - 3 · 1 + 2 = 0
и
22 - 3 · 2 + 2 = 0.
Ответ: 1, 2.
Пример 2. Найти корни уравнения:
x2 + 8x + 15 = 0.
Решение:
x1 + x2 = -8;
x1 · x2 = 15.
Методом подбора находим, что корни равны -3 и -5:
-3 + -5 = -8;
-3 · -5 = 15.
Ответ: -3, -5.
С помощью теоремы, обратной теореме Виета, можно составлять квадратное уравнение по его корням.
Пример 1. Составить квадратное уравнение по его корням:
x1 = -3, x2 = 6.
Решение: Так как x1 = -3, x2 = 6 корни уравнения x2 + px + q = 0, то по теореме, обратной теореме Виета, составим уравнения:
p = -(x1 + x2) = -(-3 + 6) = -3;
q = x1 · x2 = -3 · 6 = -18.
Следовательно, искомое уравнение:
x2 - 3x - 18 = 0.
Ответ: x2 - 3x - 18 = 0.
Пример 2. Записать приведённое квадратное уравнение, имеющее корни:
x1 = 2, x2 = 3.
Решение:
p = -(x1 + x2) = -(2 + 3) = -5;
q = x1 · x2 = 2 · 3 = 6.
Ответ: x2 - 5x + 6 = 0.