2MathEBook

Kvadratna jednačina i kvadratna funkcija

GeoGebra

Grafik i rešenja kvadratne funkcije

Sorry, the GeoGebra Applet could not be started. Please make sure that Java 1.4.2 (or later) is installed and active in your browser (Click here to install Java now)
Kvadratna funkcija
$ax^{2}+ bx + c = 0$,
sa vodećim koeficijentom $a \neq 0$, ima dva korena, koja mogu biti realna (ista ili različita) ili kompleksna. Rešenja kvadratne funkcije možemo dobiti iz formule:
$x_{1,2}= (-b \pm \sqrt{b^{2} - 4ac}) / 2a$,
Pored četiri aritmetičke operacije, formula uključuje kvadratni koren. Izraz ispod korena, $D = b^{2} - 4ac$, poznatiji kao diskriminanta, može biti pozitivan, nula ili negativan. Shodno tome, jednačina može imati dva realna i različita korena, dva jednaka realna korena, ili dva konjugovano kompleksna korena. Aplet omogućava da eksperimentišete promenom koeficijenata polinoma prevlačenjem tri klizača u desnom gornjem uglu apleta.
Grafik kvadratne funkcije je parabola, okrenuta naviše ako je ili naniže, ako je .
Posmatraj na grafiku ponašanje korena kvadratne funkcije kada menjate druga dva koeficijenta, b i c. Ako su realni, oni leže na x-osi simetrično u odnosu na vertikalne linije kroz ekstremnu tačku parabole. Ako su kompleksni, oni jednostavno leže na toj liniji simetrično u odnosu na x-osu.
Ako su $x_{1}$ i $x_{2}$ rešenja kvadratnog polinoma $P (x)$, polinom možemo zapisati kao:
$P(x) = a(x - x_{1})(x - x_{2})$
jer su obe strane identiteta kvadratni polinomi i imaju iste vodeće koeficijente. Odatle dobijamo:
$ax^{2} + bx + c = ax^{2} - a(x_{1} + x_{2})x + ax_{1}x_{2}$
što podrazumeva jednakost koeficijenata
$b = - a(x_{1} + x_{2})$ i
$c = x_{1}x_{2}$.
Mi na taj način koristimo teoreme Franois Viete (1540 - 1603) za kvadratne jednačine:
$x_{1} + x_{2} = - b / a$ i
$x_{1}x_{2} = c / a$
koje su poznatije kao Vijetove formule. Ovo nam govori nešto o tome kako se koreni polinoma menjaju kada su a i c konstantni.
Interesantan slučaj je kada je ac > 0. To je onda, kada diskriminanta može da postane negativna i dovede do kompleksnih korena. Ako su koreni na početku realni onda, kako se b menja, koreni se kreću u suprotnim pravcima zajedno sa x-osom. Kada se približavaju jedan drugom, u jednom trenutku se poklope, a onda postanu ponovo kompleksni sve dok se ponovo ne susretnu i postanu realni još jednom. Ono što je interesantno su njihove putanje, dok su kompleksni. Budući da su kompleksni koreni kvadratnog polinoma sa realnim koeficijentima konjugovani, recimo $x = \alpha \pm i \beta$, njihov proizvod je jednak zbiru kvadrata modula:
$(\alpha + i \beta)(\alpha - i \beta) = \alpha^{2} + \beta^{2}$
tako da modul korena ostaje konstantan i jednak je $\sqrt{c/a}$. To znači da kompleksna rešenja izlaze iz kruga tog poluprečnika sa centrom u koordinatnom početku! Kada se c menja, ponašanje grafika je manje interesantno: on se samo pomera gore za pozitivne promene c i dole za negativne promene. Ali, ako počnete tako, što vam se grafik nalazi u gornjem delu sa dva realna korena i dalje povećavate c, onda u nekom trenutku, naime, za vrednost c, za koju je $ax^{2} + bx + c$ potpun kvadrat, grafikon će postati tangenta na x-osu što znači da jednačina ima dva jednaka (i nužno realna) korena. Nakon toga, rešenja se dele u konjugovani par.

Copyright © Matf