¿Cómo solucionarlo?

Question

Yo soy un programador en el octavo grado de álgebra 1. Yo soy sólo un mes en el año escolar, y necesito saber cómo resolver algo similar a esta ecuación:

$x^2 = 3x + 4$

Sin embargo, el problema es que cuando trato de obtener la raíz cuadrada de ambos lados de la ecuación para deshacerse de la $x^2$, me sale algo como esto:

$x = \sqrt{3x + 4}$

Después de esto, yo no podía entender por qué hacer, porque mi única opción era cuadrado ambos lados de la ecuación, que me llevaría de vuelta donde empecé. Así que, ¿cómo puedo solucionar esto? Por favor que la respuesta suficientemente simple para que un álgebra 1 estudiante a entender. También, lo siento por la etiqueta que probablemente no es muy grande, mi representante es tan baja no puedo crear una nueva etiqueta (probablemente me esta etiqueta como álgebra 1).

Answer 1

La resolución de

Fórmula Cuadrática

Lo que usted necesita se llama la fórmula cuadrática. Se utiliza para resolver ecuaciones de segundo grado, que son de la forma $ax^2+bx+c=0$. Esto podría ser $x^2+3x+2$, por ejemplo. Con su ecuación, lo primero que necesitamos hacer llegar $0$ en un lado del signo igual:

$$x^2=3x+4$$ $$0=-x^2+3x+4$$

Okay, now we clearly have a quadratic equation. A good thing to do when using the quadratic formula is defining $un$, $b$, and $c$ (remember the standard form). So, in this case, you'd have

$$a=-1$$ $$b=3$$ $$c=4$$

Next, we literally just plug the numbers into the formula if doing it by hand. The formula is

$$x=\frac{-b \pm \sqrt{b^2-4ac}}{2a}$$

So, we have $$x=\frac{-3 \pm \sqrt{3^2-4*-1*4}}{2*-1}$$ Lo que se reduce a $$x = \frac{-3 \pm 5}{-2}$$

Now, there are almost always two solutions to the quadratic formula (at least in Algebra I textbook problems), because when graphed, quadratic equations take the form of a parabola:

which crosses the x-axis at two places, and we are solving for $x$.

So, the solution is $$x=-1$$ or $$x=4$$ Honestly, I think this is the easiest way to solve a quadratic (though you should know all of them).

Factoring

Factoring operates off of the zero product property (ZPP). Basically, it just says that in an equation $ax=0$ either $=0$ or $x=0$. Simple, but powerful. So the purpose of factoring is to find expressions that, when simplified, equal the equation you are trying to factor. So, for example, $x^2 - 8x + 12 = 0$ factors out neatly to $(x-6)(x-2)=0$ which, since this is equal to zero, so we can pull out the ZPP and get $x=6$ or $x=2$.

Now, for a nice method to make this easier (as opposed to plug-and-chug). A good way to do it is saying, okay, $a\cdot c$ is equal to whatever and $b$ is equal to whatever. Then, you find two numbers that multiply to $a\cdot c$ and add to $b$. For example, taking our earlier equation, $x^2-8x+12=0$, we see that $$ is one, so our number has to multiply to 12 and add to -8 (don't forget the negative signs!) and so we can write out the factors of 12, which are 1, 2, 3, 4, 6, and 12. Now, we can change the sign on these numbers (aka, we can make them -1 or 1, for instance) so keep that in mind. Which pair adds to 8? Well, 12-1=11 and 12+1=13, so that's out. -6+-2=-8...oh, perfect.

Then, you say, okay, this is really equal to $x^2 -6x -2x+12=0$. Then, we put parentheses around it: $(x^2-6x)+(-2x+12)=0$. Then, we factor out the largest common factor from each: $x(x-6)+2(x-6)=0$. Once you are finished factoring you should get the same expression in both sets of parentheses. If not, you have done something wrong. Then, you can say $(x-2)(x-6)=0$. From here, we're home free, and we can solve using the ZPP (see the very first example in this section).

Completing the Square

Okay, completing the square is another method to solve a quadratic. First, let's assume you've already set your equation up so that it is directly equal to $0$. Some quadratics are a bit easier to solve by factoring than others. Take $x^2+6x+9=0$, for instance. You can factor this and get $(x+3)^2=0$, and then take the square root (nothing happens to the zero) and notice that $x=-3$. These types of simple equations are called perfect squares.

A whole method has based off of these wonderfully simple equations. Take, for example, the perfectly hideous equation $x^2 +6x -16=0$. We can actually do something really cool here. Let's move the 16 over to the other side (no, don't look at me weird yet, hold on) to get $x^2+6x=16$. Now, let's say we want to make this a perfect square. To get what number in the place of $c$ will make it a perfect square, simply do $(b/2)^2$. In this case, we get 9. So, add 9 to both sides, getting $x^2+6x+9=25$. Then, we know this reduces to $(x+3)^2=25$. How to do that simply? Take $x$ plus $b/2$ and then get $(x+\frac{b}{2})^2$. Square root both sides, and you get $x+3=\pm 5$. Then, remember the way we did this on the quadratic formula, we can just calculate, getting $x=2$ or $x=-8$. Now obviously not all of them turn out quite this nice, but it is another handy method for the quadratic toolbelt.

Deriving the Quadratic Formula

The reason I went through all that is so I could explain where the quadratic formula comes from. Remember that wonderful standard form, $ax^2+bx+c=0$? Well, if you complete the square on that, you get the quadratic formula. This is not that bad. So, here we go:

$$ax^2+bx+c=0$$ $$-c=ax^2+b$$ $$\frac{-c}{a}=x^2+\frac{b}{a}x$$ Side note: $\frac{b}{a}$ divided by 2 is $\frac{b}{2a}$, that squared is $\frac{b^2}{4a^2}$. Carrying on... $$\frac{b^2}{4a^2}+\frac{-c}{a}=x^2+\frac{b}{a}+\frac{b^2}{4a^2}$$ Another side note: To simplify further, we need to give the two fractions on the left side of the equation a common denominator, so $\frac{-c}{a}$ is multipled by $\frac{4a}{4a}$ to give $\frac{b^2-4ac}{4a^2}$ (once the two fractions are added). $$\frac{b^2-4ac}{4a^2}=x^2+\frac{b}{a}+\frac{b^2}{4a^2}$$ Complete the square here $$\frac{b^2-4ac}{4a^2}= (x+\frac{b}{2a})^2$$ Square root both sides $$\sqrt{\frac{b^2-4ac}{4a^2}}= \sqrt{(x+\frac{b}{2a})^2}$$ $$\frac{\pm \sqrt{b^2-4ac}}{2a}=x+\frac{b}{2a}$$ $$\frac{-b \pm \sqrt{b^2-4ac}}{2a}=x$$

Codificación

Ahora, para la codificación de la solución. Yo python:

import math

a = 1
b = 3
c = 2

def quad_solve(a, b, c):
    if (b*b >= 4*a*c):
        print "There is a solution!"
        d = math.sqrt((b*b)-(4*a*c))
        solution1 = (-b-math.sqrt(d))/(2*a)
        solution2 = (-b+math.sqrt(d))/(2*a)
        if (solution1 != solution2):
            print (solution1,solution2)
        else:
            print solution1
    else:
        print "No solutions, imaginary number"

quad_solve(a, b, c)

Para conectar los números que usted desea, cambie a, by c (recuerde que el estándar de la ecuación). La forma en que funciona es este. En primer lugar, no es una función definida que se lleva en las variables a, b, y c de. A continuación, se comprueba para asegurarse de que los números bajo la raíz cuadrada no salen negativas (si lo hicieron, la solución sería un número imaginario). Si pasa eso, entonces, que, literalmente, se calcula utilizando las variables, si no, te lo dice. La otra sentencia if comprueba para asegurarse de que la solución 1 solución y 2 no son iguales antes de la impresión de las dos; que es muy útil en los cuadrados perfectos.

Espero que esto ayude! Déjeme saber si usted tiene alguna pregunta acerca de derivar la fórmula cuadrática, o uno de los métodos, ni nada de eso. Finalmente, un último consejo: yo había álgebra I en el último año, y la fórmula cuadrática es realmente importante para memorizar. Trate de cantar con la melodía de Pop Goes the Weasel; te lo prometo, te la tienen pegada en la cabeza para siempre. =)

Answer 2

Hay varias técnicas diferentes para resolver este particular de la ecuación, lo que se llama una ecuación cuadrática. Aquí hay dos métodos que usted va a aprender Álgebra 1.

Método 1: Factoring

La ecuación $$x^2=3x+4$$ can be rewritten as $$x^2 -3x -4=0$$ Ahora el objetivo es factor el lado izquierdo de la ecuación, es decir, para escribir en la forma $$(x + \textrm{something})(x + \textrm{something else}) = 0$$ El "algo" y "algo más" son dos números cuyo producto es $-4$ y cuya suma es $-3$. Ya que el producto es negativo, uno de los números debe ser positivo y el otro es negativo. Después de un rato de jugar, nos encontramos con que $$(x+1)(x-4)=0$$ obras. (Para comprobar esto, se multiplica cada término del primer par de paréntesis veces cada término del segundo paréntesis, consiguiendo cuatro términos; tener cuidado con los signos negativos, y combinar los términos semejantes.)

Por último, se utiliza el cero-producto de la propiedad de los números reales: si el producto de dos cantidades es igual a cero, uno de los dos cantidades deben ser cero. En este caso, el producto de $x+1$ $x-4$ es cero, por lo tanto el $x+1=0$ (en cuyo caso $x=-1$) o $x-4=0$ (en cuyo caso $x=4$). Llegamos a la conclusión de que hay dos soluciones para la ecuación: $x=-1$ o $x=4$. Se puede comprobar que ambas funcionan en la ecuación original.

Método 2: Completar el cuadrado

Escribir la ecuación como $$x^2 - 3x = 4$$ Ahora, mira el coeficiente de la $x$ plazo, se divide por $2$, y de la plaza el resultado. Agregue esto a ambos lados de la ecuación. En nuestro caso, el coeficiente de la $x$ plazo es $-3$, de los cuales la mitad es $-3/2$, y la plaza de que se $9/4$, por lo que añadimos $9/4$ a ambos lados de la ecuación: $$x^2 - 3x + \frac{9}{4} = 4 + \frac{9}{4} = \frac{25}{4}$$

Ahora, ¿por qué hacemos esto? Hicimos esto porque el lado izquierdo de la ecuación puede ser ahora reconocido como el cuadrado de $(x - \frac{3}{2})$. Es decir, hemos $$\left(x-\frac{3}{2}\right)^2 = \frac{25}{4}$$ Tomando la raíz cuadrada de ambos lados, nos encontramos con $$x - \frac{3}{2} = \pm \frac{5}{2}$$ así $$x = \frac{3}{2} \pm \frac{5}{2}$$ La lectura de esta ecuación con el signo más, tenemos $x = 8/2 = 4$; la lectura con el signo de menos, tenemos $x = -2/2 = -1$.

Answer 3

El método estándar es para multiplicar todo por $4$ y la transferencia de la $x$ plazo en el lado izquierdo: $$4x^2-12x=16$$ Ahora recuerdo $(a+b)^2=a^2+2ab+b^2$ y observar que podemos tomar $a=2x$, por lo que de $2ab=-12x$ obtenemos $4bx=-12x$, que es satisfecho por $b=-3$. Necesitamos la $b^2$ plazo, así que lo agregamos en ambos lados: $$4x^2-12x+9=16+9$$ El lado izquierdo puede escribirse $(2x-3)^2$, de modo que se reducen a $$(2x-3)^2=25$$ que nos da $$2x-3=5\qquad\text{o}\qquad 2x-3=-5$$

Una diferente estrategia es $x=t+a$ e intente determinar $a$ de tal manera que algunas término desaparece: $$t^2+2at+a^2=3t+3a+4$$ Si establecemos $2a=3$, $t$plazo desaparece: $$t^2+\frac{9}{4}=\frac{9}{2}+4$$ y así $$t^2=\frac{25}{4}$$ y, por tanto, $t=5/2$ o $t=-5/2$. Así $$x=\frac{5}{2}+\frac{3}{2} \qquad\text{o}\qquad x=-\frac{5}{2}+\frac{3}{2}$$

Usted aprenderá la "fórmula cuadrática" que puede ser obtenido de la misma manera que en el primer método anterior: si $ax^2+bx+c=0$, luego $$x=\frac{-b+\sqrt{b^2-4ac}}{2a} \qquad\text{o}\qquad x=\frac{-b-\sqrt{b^2-4ac}}{2a}$$ siempre $b^2-4ac\ge0$. En su caso $a=1$, $b=-3$ y $c=-4$.

Answer 4

Lo que necesita para deshacerse de es el término proporcional a$x$. Puede ver cómo hacer esto mirando la fórmula binomial$$(x+c)^2 = x^2 + 2cx + c^2 Verá, en el lado izquierdo hay un cuadrado puro, mientras que en el lado derecho, hay un término que tiene$x$. Entonces, lo que necesita averiguar es el$c$ correcto para usar.

Answer 5

Han aprendido la distributiva de la ley de multplication aún

$3(4+3) = 3\cdot 4 + 3 \cdot3$ Si tuviéramos un $x$ allí en lugar de 4...

$3(x+3) = 3x + 3 \cdot3$

Permite tomar un grado mayor de dificultad.

$(x+1)(x+3) = (x+1)x + (x+3)3 = x^2 +x + 3x + 9 = x^2 + 4x + 9$

Tenemos que hacer lo mismo a la inversa. Y, toma algunas de las conjeturas y la intuición.

$x^2 - 3x - 4 = 0$

Queremos encontrar los factores de $(x+a)(x+b) = 0$ por ejemplo que $ab = -4$ y $a+b = -3$

Si las soluciones son racionales (y no siempre) a continuación, $a,b$ deben ser factores de $4$ que nos da la $4,1$ $2,2$ a de trabajo, y resulta que uno de ellos funciona

$x^2 - 3x - 4 = (x-4)(x+1)= 0$

Ahora, si $(x-4)(x+1)= 0$

Si $(x-4) = 0$ o si $(x+1)= 0$, a continuación, toda cosa es igual a 0.

$x = 4$ o $x = -1$