Bài 2 (tiếp). Công thức nghiệm của phương trình bậc hai

HĐ3. Cho phương trình bậc hai x2−4x+3=0x^2 - 4x + 3 = 0.

a) Thay mỗi dấu "?" bằng số thích hợp: x2−4x+4=?x^2 - 4x + 4 = \boxed{?} hay (x−2)2=?(x - 2)^2 = \boxed{?}.

b) Giải phương trình đó, từ đó tìm nghiệm phương trình đã cho.

Lời giải:

a) Cộng 11 vào hai vế của x2−4x+3=0x^2 - 4x + 3 = 0 (chuyển 33 sang phải rồi thêm 44): x2−4x+4=1x^2 - 4x + 4 = 1, hay (x−2)2=1(x - 2)^2 = 1.

b) (x−2)2=1  ⟺  x−2=1(x - 2)^2 = 1 \iff x - 2 = 1 hoặc x−2=−1  ⟺  x=3x - 2 = -1 \iff x = 3 hoặc x=1x = 1.

Vậy phương trình x2−4x+3=0x^2 - 4x + 3 = 0 có hai nghiệm x=3x = 3 và x=1x = 1.

Công thức nghiệm: Cho phương trình ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 (a≠0a \ne 0) và biệt thức Δ=b2−4ac\Delta = b^2 - 4ac.

  • Nếu Δ>0\Delta > 0: phương trình có hai nghiệm phân biệt x1=−b+Δ2ax_1 = \dfrac{-b + \sqrt{\Delta}}{2a}, x2=−b−Δ2ax_2 = \dfrac{-b - \sqrt{\Delta}}{2a};
  • Nếu Δ=0\Delta = 0: phương trình có nghiệm kép x1=x2=−b2ax_1 = x_2 = -\dfrac{b}{2a};
  • Nếu Δ<0\Delta < 0: phương trình vô nghiệm.

Ví dụ 4. Giải các phương trình:

a) x2−7x−8=0x^2 - 7x - 8 = 0; b) x2+25x+5=0x^2 + 2\sqrt{5}x + 5 = 0; c) 5x2−2x+2=05x^2 - 2x + 2 = 0.

Lời giải:

a) a=1a = 1, b=−7b = -7, c=−8c = -8; Δ=(−7)2−4⋅1⋅(−8)=49+32=81>0\Delta = (-7)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-8) = 49 + 32 = 81 > 0.

x1=−(−7)+812=7+92=8;x2=7−92=−1.x_1 = \frac{-(-7) + \sqrt{81}}{2} = \frac{7 + 9}{2} = 8; \qquad x_2 = \frac{7 - 9}{2} = -1.

b) a=1a = 1, b=25b = 2\sqrt{5}, c=5c = 5; Δ=(25)2−4⋅1⋅5=20−20=0\Delta = (2\sqrt{5})^2 - 4 \cdot 1 \cdot 5 = 20 - 20 = 0.

Nghiệm kép: x1=x2=−b2a=−252=−5x_1 = x_2 = -\dfrac{b}{2a} = -\dfrac{2\sqrt{5}}{2} = -\sqrt{5}.

c) a=5a = 5, b=−2b = -2, c=2c = 2; Δ=(−2)2−4⋅5⋅2=4−40=−36<0\Delta = (-2)^2 - 4 \cdot 5 \cdot 2 = 4 - 40 = -36 < 0. Phương trình vô nghiệm.

Chú ý: Nếu phương trình ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 có aa và cc trái dấu (ac<0ac < 0) thì Δ>0\Delta > 0, phương trình có hai nghiệm phân biệt.


Ví dụ 5. Không giải phương trình, hãy nhận xét số nghiệm của phương trình x2+3 572x−3 573=0x^2 + 3\,572x - 3\,573 = 0.

Lời giải:

Có a=1>0a = 1 > 0, c=−3 573<0c = -3\,573 < 0 nên aa và cc trái dấu (ac<0ac < 0), suy ra Δ>0\Delta > 0. Do đó phương trình có hai nghiệm phân biệt.

Công thức nghiệm thu gọn: Khi b=2b′b = 2b', đặt Δ′=b′2−ac\Delta' = b'^2 - ac (thì Δ=4Δ′\Delta = 4\Delta'):

  • Nếu Δ′>0\Delta' > 0: hai nghiệm phân biệt x1=−b′+Δ′ax_1 = \dfrac{-b' + \sqrt{\Delta'}}{a}, x2=−b′−Δ′ax_2 = \dfrac{-b' - \sqrt{\Delta'}}{a};
  • Nếu Δ′=0\Delta' = 0: nghiệm kép x1=x2=−b′ax_1 = x_2 = -\dfrac{b'}{a};
  • Nếu Δ′<0\Delta' < 0: vô nghiệm.

Ví dụ 6. Giải phương trình 7x2−12x+5=07x^2 - 12x + 5 = 0.

Lời giải:

a=7a = 7, b′=−6b' = -6, c=5c = 5; Δ′=(−6)2−7⋅5=36−35=1>0\Delta' = (-6)^2 - 7 \cdot 5 = 36 - 35 = 1 > 0.

x1=−(−6)+17=77=1;x2=6−17=57.x_1 = \frac{-(-6) + 1}{7} = \frac{7}{7} = 1; \qquad x_2 = \frac{6 - 1}{7} = \frac{5}{7}.


Thực hành 3. Giải các phương trình:

a) 7x2−3x+2=07x^2 - 3x + 2 = 0; b) 3x2−23x+1=03x^2 - 2\sqrt{3}x + 1 = 0; c) −2x2+5x+2=0-2x^2 + 5x + 2 = 0.

Lời giải:

a) a=7a = 7, b=−3b = -3, c=2c = 2; Δ=9−56=−47<0\Delta = 9 - 56 = -47 < 0. Phương trình vô nghiệm.

b) a=3a = 3, b=−23b = -2\sqrt{3}, c=1c = 1; Δ=(23)2−4⋅3⋅1=12−12=0\Delta = (2\sqrt{3})^2 - 4 \cdot 3 \cdot 1 = 12 - 12 = 0. Nghiệm kép: x1=x2=−−232⋅3=33x_1 = x_2 = -\dfrac{-2\sqrt{3}}{2 \cdot 3} = \dfrac{\sqrt{3}}{3}.

c) a=−2a = -2, b=5b = 5, c=2c = 2; Δ=25−4⋅(−2)⋅2=25+16=41>0\Delta = 25 - 4 \cdot (-2) \cdot 2 = 25 + 16 = 41 > 0.

x1=−5+412⋅(−2)=−5+41−4=5−414;x2=5+414.x_1 = \frac{-5 + \sqrt{41}}{2 \cdot (-2)} = \frac{-5 + \sqrt{41}}{-4} = \frac{5 - \sqrt{41}}{4}; \qquad x_2 = \frac{5 + \sqrt{41}}{4}.


Thực hành 4. Dùng công thức nghiệm thu gọn để giải các phương trình sau:

a) 5x2−12x+4=05x^2 - 12x + 4 = 0; b) 5x2−25x+1=05x^2 - 2\sqrt{5}x + 1 = 0.

Lời giải:

a) a=5a = 5, b′=−6b' = -6, c=4c = 4; Δ′=(−6)2−5⋅4=36−20=16>0\Delta' = (-6)^2 - 5 \cdot 4 = 36 - 20 = 16 > 0.

x1=6+45=2;x2=6−45=25.x_1 = \frac{6 + 4}{5} = 2; \qquad x_2 = \frac{6 - 4}{5} = \frac{2}{5}.

b) a=5a = 5, b′=−5b' = -\sqrt{5}, c=1c = 1; Δ′=(−5)2−5⋅1=5−5=0\Delta' = (-\sqrt{5})^2 - 5 \cdot 1 = 5 - 5 = 0. Nghiệm kép: x1=x2=−−55=55x_1 = x_2 = -\dfrac{-\sqrt{5}}{5} = \dfrac{\sqrt{5}}{5}.


Vận dụng. Trả lời câu hỏi khởi động (trang 11): độ cao h=2+9t−5t2h = 2 + 9t - 5t^2; tìm thời gian từ lúc ném đến khi bóng chạm đất.

Lời giải:

Bóng chạm đất khi h=0h = 0: −5t2+9t+2=0  ⟺  5t2−9t−2=0-5t^2 + 9t + 2 = 0 \iff 5t^2 - 9t - 2 = 0.

a=5a = 5, b=−9b = -9, c=−2c = -2; Δ=(−9)2−4⋅5⋅(−2)=81+40=121>0\Delta = (-9)^2 - 4 \cdot 5 \cdot (-2) = 81 + 40 = 121 > 0; Δ=11\sqrt{\Delta} = 11.

t1=9+1110=2;t2=9−1110=−0,2.t_1 = \frac{9 + 11}{10} = 2; \qquad t_2 = \frac{9 - 11}{10} = -0{,}2.

Vì t>0t > 0 nên nhận t=2t = 2. Vậy thời gian từ lúc ném đến khi bóng chạm đất là 22 giây.