Квадратное уравнение с параметром: считаем действительные корни

Чтобы определить число действительных корней квадратного уравнения при заданном значении параметра, подставьте его в коэффициенты и вычислите дискриминант. Затем посмотрите на знак результата: сами корни находить не обязательно.

Ниже — два разбора и шесть задач для самостоятельной работы. Во всех восьми заданиях рассматривается одно уравнение, но значение параметра меняется.

Что означают буквы и как считать

Общий вид квадратного уравнения — ax² + bx + c = 0, где x — неизвестное, а a, b и c — коэффициенты. Чтобы уравнение оставалось квадратным, старший коэффициент a должен быть отличен от нуля.

Дискриминант обозначают буквой D и вычисляют по формуле D = b² − 4ac. Для квадратного уравнения при D < 0 действительных корней нет, при D = 0 есть один различный действительный корень, при D > 0 — два различных действительных корня. Это правило приведено в учебнике OpenStax.

В наших заданиях дано уравнение x² − 2px + 4 = 0. Буква p обозначает параметр: в каждом пункте ему уже задано конкретное значение. Поэтому a = 1, b = −2p, c = 4. Старший коэффициент не равен нулю ни при одном из заданных значений p.

Удобно сначала записать дискриминант через параметр:

D = (−2p)² − 4 · 1 · 4 = (−2p)² − 16.

Теперь можно подставлять нужное значение p и определять знак D.

Разбор 1. Параметр равен 1

Условие. Для уравнения x² − 2px + 4 = 0 при p = 1 определите число различных действительных корней.

Подставляем p = 1: коэффициент b равен −2. Получаем:

D = (−2)² − 16 = 4 − 16 = −12.

Дискриминант отрицательный, значит, различных действительных корней нет.

Проверка по самому уравнению: после подстановки имеем x² − 2x + 4 = 0. Его левая часть равна (x − 1)² + 3 и положительна при любом действительном x. Нулю она не равна.

Разбор 2. Параметр равен 2

Условие. Для уравнения x² − 2px + 4 = 0 при p = 2 определите число различных действительных корней.

Теперь b = −4, поэтому:

D = (−4)² − 16 = 16 − 16 = 0.

Дискриминант равен нулю. Ответ: один различный действительный корень.

Проверим: после подстановки получаем x² − 4x + 4 = 0, или (x − 2)² = 0. Этому условию соответствует только x = 2.

Ошибка со знаком коэффициента

При отрицательном p коэффициент b = −2p может оказаться положительным. Важно сначала вычислить весь коэффициент, а потом возвести его в квадрат. Например, в задаче с p = −1 получаем b = 2, а не −2.

При этом квадрат коэффициента не может быть отрицательным: скобки в записи (−2p)² помогают не потерять знак. После вычисления D отвечайте именно на вопрос о числе различных действительных корней: при D = 0 ответ равен единице.

Шесть задач для самостоятельной работы

В каждом пункте запишите коэффициент b, вычислите D и укажите число различных действительных корней.

  1. Для уравнения x² − 2px + 4 = 0 при p = 3 определите число различных действительных корней.
  2. Для уравнения x² − 2px + 4 = 0 при p = −1 определите число различных действительных корней.
  3. Для уравнения x² − 2px + 4 = 0 при p = −2 определите число различных действительных корней.
  4. Для уравнения x² − 2px + 4 = 0 при p = −3 определите число различных действительных корней.
  5. Для уравнения x² − 2px + 4 = 0 при p = 0 определите число различных действительных корней.
  6. Для уравнения x² − 2px + 4 = 0 при p = 4 определите число различных действительных корней.

Ответы и проверка

  1. Два корня. b = −6; D = (−6)² − 16 = 20 > 0.
  2. Корней нет. b = 2; D = 2² − 16 = −12 < 0.
  3. Один корень. b = 4; D = 4² − 16 = 0.
  4. Два корня. b = 6; D = 6² − 16 = 20 > 0.
  5. Корней нет. b = 0; D = 0² − 16 = −16 < 0.
  6. Два корня. b = −8; D = (−8)² − 16 = 48 > 0.

Для всех шести ответов проверка применимости правила одинакова: a = 1, поэтому уравнение действительно квадратное. Если трудно выделить данные и вопрос до начала вычислений, поможет материал о том, как помочь ребёнку разобраться в условии задачи.