Skillnad mellan versioner av "1.1 Lösning 6"

Från Mathonline
Hoppa till: navigering, sök
m
m
 
(7 mellanliggande versioner av samma användare visas inte)
Rad 1: Rad 1:
 
::::<math>\begin{align} x^4 - 29\;x^2        & = -100    \\
 
::::<math>\begin{align} x^4 - 29\;x^2        & = -100    \\
                          x^4 - 29\;x^2 + 100  & = 0      \\
+
                        x^4 - 29\;x^2 + 100  & = 0      \\
 
       \end{align}</math>
 
       \end{align}</math>
  
 
Vi inför en ny variabel z som vi definierar som:
 
Vi inför en ny variabel z som vi definierar som:
  
::::::::<math> \displaystyle z = x^2 </math>  
+
::::::<math> \displaystyle z = x^2 </math>  
  
Denna substitution överför 4:e gradsekvationen ovan till en 2:a gradsekvation:
+
Om vi i 4:e gradsekvationen ovan ersätter <math> x^2 </math> med <math> z </math> får vi en 2:a gradsekvation som vi löser med pq-formeln:
  
::::<math>\begin{align} z^2 - 29\,z + 100 & = 0                 \\
+
::::<math>\begin{align} z^2 - 29\,z + 100 & = 0                             \\
                                   z_{1,2} & = 3 \pm \sqrt{9 + 27}  \\
+
                                   z_{1,2} & = 14,5 \pm \sqrt{14,5^2 - 100}  \\
                                   z_{1,2} & = 3 \pm 6              \\
+
                                   z_{1,2} & = 14,5 \pm \sqrt{210,25 - 100}  \\
                                   z_1    & = 9                    \\
+
                                  z_{1,2} & = 14,5 \pm \sqrt{110,25}        \\
                                   z_2    & = - 3                  \\
+
                                  z_{1,2} & = 14,5 \pm 10,5                \\
 +
                                   z_1    & = 25                            \\
 +
                                   z_2    & = 4                            \\
 
     \end{align}</math>
 
     \end{align}</math>
  
Övergången från z till x gör vi genom att först sätta in lösningen <math> z_1 = 9 </math> i substitutionen <math> z = x^2 </math>:
+
Först sätter vi in lösningen <math> z_1 = 25 </math> i substitutionen <math> z = x^2 </math>:
  
:::::::<math> \displaystyle z = x^2 = 9 </math>  
+
:::::::<math> \displaystyle z = x^2 = 25 </math>  
  
Nu drar vi roten ur båda leden i ekvationen <math> x^2 = 9 </math> och får lösningarna:
+
Roten ur båda leden av <math> x^2 = 25 </math> ger lösningarna:
  
:::::::<math> x_{1,2} = \pm 3 </math>
+
:::::::<math> x_{1,2} = \pm 5 </math>
  
Sedan görs samma sak med lösningen <math> z_2 = -3 </math>. Insatt i substitutionen <math> z = x^2 </math> ger den:
+
Sedan görs samma sak med lösningen <math> z_2 = 4 </math>. Insatt i substitutionen <math> z = x^2 </math> ger den:
  
:::::::<math> \displaystyle z = x^2 = -3 </math>  
+
:::::::<math> \displaystyle z = x^2 = 4 </math>  
  
Men ekvationen <math> x^2 = -3 </math> har inga lösningar pga att roten <math> \sqrt{-3} </math> ur ett negativt tal inte är definierad.
+
Roten ur båda leden av <math> x^2 = 4 </math> ger lösningarna:
  
Slutligen kan vi sammanfatta och konstatera att vår 4:e gradsekvation
+
:::::::<math> x_{3,4} = \pm 2 </math>
  
:::::<math> x^4 - 6\,x^2 - 27 = 0 </math>
+
Slutligen kan vi konstatera att vår 4:e gradsekvation
  
har de två lösningarna:
+
:::::<math>  x^4 - 29\;x^2 = -100 </math>
  
:::::<math>\begin{align} x_1 & = 3    \\
+
har de fyra lösningarna:
                         x_2 & = - \\
+
 
 +
:::::<math>\begin{align} x_1 & = 5    \\
 +
                         x_2 & = - 5  \\
 +
                        x_3 & = 2    \\
 +
                        x_4 & = - 2  \\
 
     \end{align}</math>
 
     \end{align}</math>
  
 
En prövning bekräftar detta resultat.
 
En prövning bekräftar detta resultat.
 
Så här ser grafen till funktionen <math> y = x^4 - 6\,x^2 - 27 </math> ut vars nollställen överensstämmer med våra lösningar:
 
 
[[Image: 4egradsfkt.jpg]]
 
++++++
 

Nuvarande version från 24 november 2010 kl. 10.01

\[\begin{align} x^4 - 29\;x^2 & = -100 \\ x^4 - 29\;x^2 + 100 & = 0 \\ \end{align}\]

Vi inför en ny variabel z som vi definierar som:

\[ \displaystyle z = x^2 \]

Om vi i 4:e gradsekvationen ovan ersätter \( x^2 \) med \( z \) får vi en 2:a gradsekvation som vi löser med pq-formeln:

\[\begin{align} z^2 - 29\,z + 100 & = 0 \\ z_{1,2} & = 14,5 \pm \sqrt{14,5^2 - 100} \\ z_{1,2} & = 14,5 \pm \sqrt{210,25 - 100} \\ z_{1,2} & = 14,5 \pm \sqrt{110,25} \\ z_{1,2} & = 14,5 \pm 10,5 \\ z_1 & = 25 \\ z_2 & = 4 \\ \end{align}\]

Först sätter vi in lösningen \( z_1 = 25 \) i substitutionen \( z = x^2 \):

\[ \displaystyle z = x^2 = 25 \]

Roten ur båda leden av \( x^2 = 25 \) ger lösningarna:

\[ x_{1,2} = \pm 5 \]

Sedan görs samma sak med lösningen \( z_2 = 4 \). Insatt i substitutionen \( z = x^2 \) ger den:

\[ \displaystyle z = x^2 = 4 \]

Roten ur båda leden av \( x^2 = 4 \) ger lösningarna:

\[ x_{3,4} = \pm 2 \]

Slutligen kan vi konstatera att vår 4:e gradsekvation

\[ x^4 - 29\;x^2 = -100 \]

har de fyra lösningarna:

\[\begin{align} x_1 & = 5 \\ x_2 & = - 5 \\ x_3 & = 2 \\ x_4 & = - 2 \\ \end{align}\]

En prövning bekräftar detta resultat.