उच्च डिग्री के अपरिमेय समीकरणों का समाधान। अपरिमेय समीकरणों को कैसे हल करें

बीजगणित का अध्ययन करते समय छात्रों को कई प्रकार के समीकरणों का सामना करना पड़ता है। उनमें से जो सबसे सरल हैं, उनमें से एक को अज्ञात युक्त रैखिक कहा जा सकता है। यदि गणितीय अभिव्यक्ति में एक चर को एक निश्चित शक्ति तक बढ़ाया जाता है, तो समीकरण को द्विघात, घन, द्वि-वर्ग, इत्यादि कहा जाता है। इन अभिव्यक्तियों में तर्कसंगत संख्याएँ हो सकती हैं। लेकिन अतार्किक समीकरण भी हैं. वे एक फ़ंक्शन की उपस्थिति से दूसरों से भिन्न होते हैं जहां अज्ञात मूलांक के चिह्न के अंतर्गत होता है (अर्थात, विशुद्ध रूप से बाह्य रूप से, यहां चर को वर्गमूल के नीचे लिखा हुआ देखा जा सकता है)। अपरिमेय समीकरणों को हल करने का अपना तरीका होता है विशेषताएँ. सही उत्तर प्राप्त करने के लिए किसी चर के मान की गणना करते समय, उन्हें ध्यान में रखा जाना चाहिए।

"शब्दों में बयान न किया जा सकने वाला"

यह कोई रहस्य नहीं है कि प्राचीन गणितज्ञ मुख्य रूप से तर्कसंगत संख्याओं के साथ काम करते थे। इनमें, जैसा कि आप जानते हैं, सामान्य और दशमलव आवधिक अंशों के माध्यम से व्यक्त पूर्णांक, इस समुदाय के प्रतिनिधि शामिल हैं। हालाँकि, मध्य और निकट पूर्व के साथ-साथ भारत के वैज्ञानिकों ने त्रिकोणमिति, खगोल विज्ञान और बीजगणित का विकास करते हुए, अपरिमेय समीकरणों को हल करना भी सीखा। उदाहरण के लिए, यूनानी ऐसी मात्राएँ जानते थे, लेकिन, उन्हें मौखिक रूप में रखते हुए, उन्होंने "अलोगोस" की अवधारणा का उपयोग किया, जिसका अर्थ था "अव्यक्त"। कुछ समय बाद, यूरोपीय लोगों ने उनकी नकल करते हुए, ऐसी संख्याओं को "बहरा" कहा। वे अन्य सभी से इस मायने में भिन्न हैं कि उन्हें केवल एक अनंत गैर-आवधिक अंश के रूप में दर्शाया जा सकता है, जिसकी अंतिम संख्यात्मक अभिव्यक्ति प्राप्त करना असंभव है। इसलिए, अक्सर संख्याओं के दायरे के ऐसे प्रतिनिधियों को संख्याओं और संकेतों के रूप में कुछ अभिव्यक्ति के रूप में लिखा जाता है जो दूसरी या बड़ी डिग्री की जड़ के अंतर्गत होता है।

पूर्वगामी के आधार पर, हम अपरिमेय समीकरण को परिभाषित करने का प्रयास करेंगे। ऐसी अभिव्यक्तियों में तथाकथित "अव्यक्त संख्याएँ" शामिल होती हैं, जो चिह्न का उपयोग करके लिखी जाती हैं वर्गमूल. वे सभी प्रकार के जटिल विकल्प हो सकते हैं, लेकिन अपने सरलतम रूप में वे नीचे दी गई तस्वीर की तरह दिखते हैं।

अपरिमेय समीकरणों के समाधान की ओर बढ़ते हुए, सबसे पहले चर के स्वीकार्य मूल्यों की सीमा की गणना करना आवश्यक है।

क्या अभिव्यक्ति का कोई मतलब है?

प्राप्त मूल्यों की जाँच करने की आवश्यकता गुणों से होती है। जैसा कि ज्ञात है, ऐसी अभिव्यक्ति स्वीकार्य है और इसका कोई अर्थ केवल कुछ शर्तों के तहत ही है। सम मूल के मामलों में, सभी मूल अभिव्यक्तियाँ सकारात्मक या शून्य के बराबर होनी चाहिए। यदि यह शर्त पूरी नहीं होती तो प्रस्तुत गणितीय अंकन सार्थक नहीं माना जा सकता।

चलो ले आओ विशिष्ट उदाहरणअपरिमेय समीकरणों को कैसे हल करें (नीचे चित्र)।

में इस मामले मेंयह स्पष्ट है कि ये स्थितियाँ वांछित मान द्वारा लिए गए किसी भी मान के लिए संतुष्ट नहीं हो सकती हैं, क्योंकि यह पता चलता है कि 11 ≤ x ≤ 4। इसका मतलब है कि केवल Ø ही एक समाधान हो सकता है।

विश्लेषण विधि

उपरोक्त से यह स्पष्ट हो जाता है कि कुछ प्रकार के अपरिमेय समीकरणों को कैसे हल किया जाए। यहाँ कुशल तरीके सेएक साधारण विश्लेषण हो सकता है.

हम ऐसे कई उदाहरण देते हैं जो इसे फिर से स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करते हैं (नीचे फोटो में)।

पहले मामले में, अभिव्यक्ति पर सावधानीपूर्वक विचार करने पर, यह तुरंत स्पष्ट हो जाता है कि यह सत्य नहीं हो सकता। दरअसल, आख़िरकार, समानता के बाईं ओर एक सकारात्मक संख्या प्राप्त की जानी चाहिए, जो किसी भी तरह से -1 के बराबर नहीं हो सकती।

दूसरे मामले में, दो सकारात्मक अभिव्यक्तियों का योग केवल तभी शून्य के बराबर माना जा सकता है जब एक ही समय में x - 3 = 0 और x + 3 = 0 हो। फिर, यह असंभव है. और इसलिए उत्तर में आपको दोबारा Ø लिखना चाहिए.

तीसरा उदाहरण पिछले वाले के समान ही है। दरअसल, यहां ओडीजेड की शर्तों के लिए आवश्यक है कि निम्नलिखित बेतुकी असमानता को संतुष्ट किया जाए: 5 ≤ x ≤ 2. और इस तरह के समीकरण में समान तरीके से ठोस समाधान नहीं हो सकते हैं।

असीमित ज़ूम

अपरिमेय की प्रकृति को केवल संख्याओं की अंतहीन श्रृंखला के माध्यम से ही सबसे स्पष्ट और पूरी तरह से समझाया और जाना जा सकता है। दशमलव अंश. और विशिष्ट एक प्रमुख उदाहरणइस परिवार के सदस्यों की संख्या pi है। अकारण नहीं, यह माना जाता है कि यह गणितीय स्थिरांक प्राचीन काल से ज्ञात है, जिसका उपयोग किसी वृत्त की परिधि और क्षेत्रफल की गणना में किया जाता है। लेकिन यूरोपीय लोगों के बीच इसे सबसे पहले अंग्रेज विलियम जोन्स और स्विस लियोनार्ड यूलर ने व्यवहार में लाया।

यह स्थिरांक इस प्रकार उत्पन्न होता है। यदि हम सबसे भिन्न परिधियों की तुलना करें, तो उनकी लंबाई और व्यास का अनुपात आवश्यक रूप से एक ही संख्या के बराबर होता है। यह पाई है. यदि के रूप में व्यक्त किया जाए सामान्य अंश, तो लगभग हमें 22/7 प्राप्त होता है। यह सबसे पहले महान आर्किमिडीज़ द्वारा किया गया था, जिनका चित्र ऊपर चित्र में दिखाया गया है। इसीलिए एक समान नंबर उनके नाम पड़ गया. लेकिन यह स्पष्ट नहीं है, बल्कि संभवतः सबसे आश्चर्यजनक संख्याओं का अनुमानित मूल्य है। प्रतिभाशाली वैज्ञानिक ने 0.02 की सटीकता के साथ वांछित मान पाया, लेकिन, वास्तव में, इस स्थिरांक का कोई वास्तविक मूल्य नहीं है, लेकिन इसे 3.1415926535 के रूप में व्यक्त किया जाता है ... यह संख्याओं की एक अंतहीन श्रृंखला है, जो अनिश्चित काल तक एक निश्चित पौराणिक मूल्य के करीब पहुंचती है।

बराबरी

लेकिन वापस अतार्किक समीकरणों पर। इस मामले में, अज्ञात को खोजने के लिए अक्सर इसका सहारा लिया जाता है सरल विधि: मौजूदा समानता के दोनों पक्षों को वर्गाकार करें। यह विधि आमतौर पर देती है अच्छे परिणाम. लेकिन किसी को अतार्किक मूल्यों की कपटपूर्णता को ध्यान में रखना चाहिए। इसके परिणामस्वरूप प्राप्त सभी जड़ों की जाँच की जानी चाहिए, क्योंकि वे उपयुक्त नहीं हो सकती हैं।

लेकिन आइए उदाहरणों पर विचार जारी रखें और नए प्रस्तावित तरीके से चर खोजने का प्रयास करें।

कुछ परिचालनों के परिणामस्वरूप द्विघात समीकरण बनाने के बाद, विएटा प्रमेय का उपयोग करके, मात्राओं के वांछित मान ज्ञात करना काफी आसान है। यहां यह पता चला है कि जड़ों के बीच 2 और -19 होंगे। हालाँकि, जाँच करते समय, प्राप्त मूल्यों को मूल अभिव्यक्ति में प्रतिस्थापित करते हुए, आप यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि इनमें से कोई भी मूल उपयुक्त नहीं है। यह अपरिमेय समीकरणों में एक सामान्य घटना है। इसका मतलब यह है कि हमारी दुविधा का फिर से कोई समाधान नहीं है, और उत्तर में खाली सेट का संकेत दिया जाना चाहिए।

अधिक जटिल उदाहरण

कुछ मामलों में, अभिव्यक्ति के दोनों पक्षों को एक बार नहीं, बल्कि कई बार वर्गाकार करना आवश्यक होता है। उन उदाहरणों पर विचार करें जहां उपरोक्त की आवश्यकता है। उन्हें नीचे देखा जा सकता है.

जड़ें प्राप्त करने के बाद, उन्हें जांचना न भूलें, क्योंकि अतिरिक्त जड़ें उत्पन्न हो सकती हैं। यह बताया जाना चाहिए कि ऐसा क्यों संभव है। ऐसी विधि को लागू करते समय, समीकरण का किसी तरह युक्तिकरण होता है। लेकिन उन जड़ों से छुटकारा पाना जो हमारे लिए आपत्तिजनक हैं, जो हमें अंकगणितीय ऑपरेशन करने से रोकते हैं, हम मानों की मौजूदा सीमा का विस्तार करते हैं, जो परिणामों से भरा हुआ है (जैसा कि आप समझ सकते हैं)। इसका अनुमान लगाते हुए, हम जाँच करते हैं। इस मामले में, यह सुनिश्चित करने का मौका है कि जड़ों में से केवल एक ही फिट बैठता है: x = 0.

प्रणाली

ऐसे मामलों में क्या करें जब अपरिमेय समीकरणों की प्रणालियों को हल करना आवश्यक हो, और हमारे पास एक नहीं, बल्कि दो पूर्ण अज्ञात हों? यहां हम सामान्य मामलों की तरह ही आगे बढ़ते हैं, लेकिन इन गणितीय अभिव्यक्तियों के उपरोक्त गुणों को ध्यान में रखते हुए। और प्रत्येक नए कार्य में, निश्चित रूप से, किसी को आवेदन करना चाहिए रचनात्मकता. लेकिन, फिर से, नीचे प्रस्तुत एक विशिष्ट उदाहरण पर सब कुछ पर विचार करना बेहतर है। यहां न केवल वेरिएबल x और y ढूंढना आवश्यक है, बल्कि उत्तर में उनका योग भी इंगित करना है। तो, एक प्रणाली है जिसमें अपरिमेय मात्राएँ हैं (नीचे फोटो देखें)।

जैसा कि आप देख सकते हैं, ऐसा कार्य अलौकिक रूप से कठिन नहीं है। आपको बस चतुर होने की आवश्यकता है और अनुमान लगाएं कि पहले समीकरण का बायां भाग योग का वर्ग है। परीक्षा में ऐसे ही कार्य मिलते हैं।

गणित में तर्कहीन

हर बार, मानवता के लिए नए प्रकार की संख्याएँ बनाने की आवश्यकता तब उत्पन्न हुई जब उसके पास कुछ समीकरणों को हल करने के लिए "स्थान" की कमी थी। अपरिमेय संख्याएँ कोई अपवाद नहीं हैं। जैसा कि इतिहास के तथ्य गवाही देते हैं, पहली बार महान संतों ने हमारे युग से भी पहले, 7वीं शताब्दी में इस ओर ध्यान आकर्षित किया था। यह भारत के एक गणितज्ञ द्वारा किया गया था, जिन्हें मानवा के नाम से जाना जाता था। उन्होंने स्पष्ट रूप से समझा कि कुछ प्राकृतिक संख्याओं से मूल निकालना असंभव है। उदाहरण के लिए, इनमें 2 शामिल हैं; 17 या 61, साथ ही कई अन्य।

पाइथागोरस में से एक, हिप्पासस नाम का एक विचारक, पेंटाग्राम के किनारों की संख्यात्मक अभिव्यक्तियों के साथ गणना करने की कोशिश करते हुए, उसी निष्कर्ष पर पहुंचा। ऐसे गणितीय तत्वों की खोज करने के बाद जिन्हें संख्यात्मक रूप से व्यक्त नहीं किया जा सकता है और जिनमें सामान्य संख्याओं के गुण नहीं हैं, उन्होंने अपने सहयोगियों को इतना क्रोधित किया कि उन्हें जहाज से समुद्र में फेंक दिया गया। तथ्य यह है कि अन्य पाइथागोरस ने उनके तर्क को ब्रह्मांड के नियमों के खिलाफ विद्रोह माना।

मूल चिन्ह: विकास

"बधिर" संख्याओं के संख्यात्मक मान को व्यक्त करने के लिए मूल चिन्ह का उपयोग अतार्किक असमानताओं और समीकरणों को तुरंत हल करने में किया जाने लगा। पहली बार, यूरोपीय, विशेष रूप से इतालवी, गणितज्ञों ने 13वीं शताब्दी के आसपास कट्टरपंथी के बारे में सोचना शुरू किया। उसी समय, वे पदनाम के लिए लैटिन आर का उपयोग करने के विचार के साथ आए। लेकिन जर्मन गणितज्ञों ने अपने कार्यों में अलग तरह से काम किया। उन्हें V अक्षर अधिक पसंद आया। जर्मनी में, पदनाम V (2), V (3) जल्द ही फैल गया, जिसका उद्देश्य 2, 3 और इसी तरह के वर्गमूल को व्यक्त करना था। बाद में, डचों ने हस्तक्षेप किया और कट्टरपंथी का चिन्ह बदल दिया। और रेने डेसकार्टेस ने वर्गमूल चिन्ह को आधुनिक पूर्णता में लाकर विकास पूरा किया।

अतार्किक से छुटकारा

अपरिमेय समीकरणों और असमानताओं में न केवल वर्गमूल चिह्न के अंतर्गत एक चर शामिल हो सकता है। यह किसी भी डिग्री का हो सकता है. इससे छुटकारा पाने का सबसे आम तरीका समीकरण के दोनों पक्षों को उचित शक्ति तक बढ़ाना है। यह मुख्य क्रिया है जो अतार्किक के साथ संचालन में मदद करती है। सम मामलों में कार्रवाइयां उन लोगों से विशेष रूप से भिन्न नहीं हैं जिनका विश्लेषण हमारे द्वारा पहले ही किया जा चुका है। यहां, कट्टरपंथी अभिव्यक्ति की गैर-नकारात्मकता की शर्तों को ध्यान में रखा जाना चाहिए, और साथ ही, समाधान के अंत में, चर के बाहरी मूल्यों को उस तरह से छांटना आवश्यक है जैसा कि पहले से ही विचार किए गए उदाहरणों में दिखाया गया था।

अतिरिक्त परिवर्तनों में से जो सही उत्तर खोजने में मदद करते हैं, संयुग्म द्वारा अभिव्यक्ति का गुणन अक्सर उपयोग किया जाता है, और एक नया चर पेश करना भी अक्सर आवश्यक होता है, जो समाधान को आसान बनाता है। कुछ मामलों में, अज्ञात का मान ज्ञात करने के लिए ग्राफ़ का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।

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अपरिमेय समीकरणों को हल करने की विधियाँ।

पाठ के लिए प्रारंभिक तैयारी: विद्यार्थियों को विभिन्न तरीकों से अपरिमेय समीकरणों को हल करने में सक्षम होना चाहिए।

इस सत्र से तीन सप्ताह पहले, छात्रों को होमवर्क #1 मिलता है: विभिन्न अतार्किक समीकरणों को हल करें। (छात्र स्वतंत्र रूप से 6 अलग-अलग अपरिमेय समीकरण ढूंढते हैं और उन्हें जोड़े में हल करते हैं।)

इस पाठ से एक सप्ताह पहले, छात्रों को होमवर्क #2 मिलता है, जिसे वे व्यक्तिगत रूप से पूरा करते हैं।

1. समीकरण हल करेंविभिन्न तरीके।

2. प्रत्येक विधि के फायदे और नुकसान का आकलन करें।

3. एक तालिका के रूप में निष्कर्षों का रिकॉर्ड बनाएं।

पाठ मकसद:

शैक्षिक:इस विषय पर छात्रों के ज्ञान का सामान्यीकरण, प्रदर्शन विभिन्न तरीकेतर्कहीन समीकरणों को हल करना, छात्रों की शोध के दृष्टिकोण से समीकरणों को हल करने की क्षमता।

शैक्षिक:स्वतंत्रता की शिक्षा, दूसरों को सुनने और समूहों में संवाद करने की क्षमता, विषय में रुचि बढ़ाना।

विकसित होना:विकास तर्कसम्मत सोच, एल्गोरिथम संस्कृति, स्व-शिक्षा कौशल, स्व-संगठन, होमवर्क करते समय जोड़े में काम करना, विश्लेषण करने, तुलना करने, सामान्यीकरण करने, निष्कर्ष निकालने की क्षमता।

उपकरण: कंप्यूटर, प्रोजेक्टर, स्क्रीन, टेबल "अतार्किक समीकरणों को हल करने के नियम", एम.वी. के उद्धरण वाला एक पोस्टर। लोमोनोसोव "गणित बाद में सिखाया जाना चाहिए कि यह दिमाग को क्रम में रखता है", कार्ड।

अपरिमेय समीकरणों को हल करने के नियम.

पाठ का प्रकार: पाठ-संगोष्ठी (5-6 लोगों के समूह में काम करें, प्रत्येक समूह में मजबूत छात्र होने चाहिए)।

कक्षाओं के दौरान

मैं . आयोजन का समय

(पाठ के विषय और उद्देश्यों का संदेश)

द्वितीय . प्रस्तुति अनुसंधान कार्य"अपरिमेय समीकरणों को हल करने की विधियाँ"

(कार्य उस छात्र द्वारा प्रस्तुत किया गया है जिसने इसे संचालित किया था।)

तृतीय . गृहकार्य हल करने की विधियों का विश्लेषण

(प्रत्येक समूह से एक छात्र बोर्ड पर अपने प्रस्तावित समाधान लिखता है। प्रत्येक समूह किसी एक समाधान का विश्लेषण करता है, फायदे और नुकसान का मूल्यांकन करता है, निष्कर्ष निकालता है। यदि आवश्यक हो तो समूह के छात्र पूरक होते हैं। समूह के विश्लेषण और निष्कर्ष का मूल्यांकन किया जाता है। उत्तर स्पष्ट और पूर्ण होने चाहिए।)

पहला तरीका: समीकरण के दोनों पक्षों को समान घात तक बढ़ाना, उसके बाद सत्यापन करना।

समाधान।

आइए समीकरण के दोनों पक्षों का फिर से वर्ग करें:

यहाँ से

इंतिहान:

1. यदिएक्स=42 तो, जिसका अर्थ है संख्या42 समीकरण का मूल नहीं है.

2. यदिएक्स=2, फिर, जिसका अर्थ है संख्या2 समीकरण का मूल है.

उत्तर:2.

निष्कर्ष। समीकरण के दोनों भागों को समान घात तक बढ़ाकर अपरिमेय समीकरणों को हल करते समय, एक मौखिक रिकॉर्ड रखना आवश्यक है, जो समाधान को समझने योग्य और सुलभ बनाता है। हालाँकि, अनिवार्य सत्यापन कभी-कभी जटिल और समय लेने वाला होता है। इस विधि का उपयोग 1-2 मूलांक वाले सरल अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए किया जा सकता है।

दूसरा तरीका: समतुल्य परिवर्तन।

समाधान:आइए समीकरण के दोनों पक्षों का वर्ग करें:

उत्तर:2.

निष्कर्ष। समतुल्य संक्रमणों की विधि द्वारा अपरिमेय समीकरणों को हल करते समय, आपको यह स्पष्ट रूप से जानना होगा कि सिस्टम का चिह्न कब लगाना है, और कब समुच्चय का चिह्न लगाना है। बोझिल अंकन, प्रणाली के संकेतों के विभिन्न संयोजन और समग्रता अक्सर त्रुटियों का कारण बनती है। हालाँकि, समतुल्य परिवर्तनों का एक क्रम, मौखिक विवरण के बिना एक स्पष्ट तार्किक रिकॉर्ड जिसे सत्यापन की आवश्यकता नहीं है, इस पद्धति के निर्विवाद फायदे हैं।

तीसरा तरीका: कार्यात्मक-ग्राफिक।

समाधान।

कार्यों पर विचार करेंऔर.

1. कार्यशक्ति; बढ़ रहा है, क्योंकि घातांक एक धनात्मक (पूर्णांक नहीं) संख्या है।

डी(एफ).

आइए मूल्यों की एक तालिका बनाएंएक्सऔरएफ( एक्स).

2. कार्यशक्ति; गिरते हुए।

फ़ंक्शन का डोमेन ढूंढेंडी( जी).

आइए मूल्यों की एक तालिका बनाएंएक्सऔरजी( एक्स).

आइए फ़ंक्शंस के इन ग्राफ़ को एक समन्वय प्रणाली में बनाएं।

फ़ंक्शन ग्राफ़ भुज के साथ एक बिंदु पर प्रतिच्छेद करते हैंक्योंकि समारोहएफ( एक्स) बढ़ता है, और कार्यजी( एक्स) घटता है, तो समीकरण का केवल एक ही हल होता है।

उत्तर: 2.

निष्कर्ष। कार्यात्मक-ग्राफ़िकल विधि उदाहरणात्मक है, आपको समाधानों की संख्या खोजने की अनुमति देती है, लेकिन इसका उपयोग करना बेहतर होता है जब आप आसानी से विचाराधीन कार्यों के ग्राफ़ बना सकते हैं और सटीक उत्तर प्राप्त कर सकते हैं। यदि उत्तर अनुमानित है, तो किसी अन्य विधि का उपयोग करना बेहतर है।

चौथा तरीका: एक नए चर का परिचय.

समाधान।हम निरूपित करते हुए नए चर प्रस्तुत करते हैंहमें सिस्टम का पहला समीकरण मिलता है

आइए हम सिस्टम का दूसरा समीकरण बनाएं।

एक चर के लिए:

एक चर के लिए

इसीलिए

हमें इसके संबंध में दो तर्कसंगत समीकरणों की एक प्रणाली प्राप्त होती हैऔर

वेरिएबल पर लौटना, हम पाते हैं

सरलीकरण - समीकरणों की एक प्रणाली प्राप्त करना जिसमें मूलांक न हों

1. नए वेरिएबल्स के एलपीवी को ट्रैक करने की आवश्यकता

2. मूल चर पर लौटने की आवश्यकता

निष्कर्ष। इस पद्धति का उपयोग उन अपरिमेय समीकरणों के लिए सबसे अच्छा किया जाता है जिनमें विभिन्न डिग्री के मूलांक होते हैं, या मूल चिह्न के नीचे और मूल चिह्न के पीछे समान बहुपद, या मूल चिह्न के नीचे पारस्परिक रूप से व्युत्क्रम अभिव्यक्तियाँ होती हैं।

- तो दोस्तों, हर किसी के लिए अपरिमेय समीकरणसबसे ज्यादा चुनने की जरूरत है सुविधाजनक तरीकासमाधान: समझने योग्य. सुलभ, तार्किक और अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया। अपना हाथ उठायें, आप में से कौन इस समीकरण को हल करने को प्राथमिकता देगा:

1) सत्यापन के साथ समीकरण के दोनों भागों को समान घात तक बढ़ाने की विधि;

2) समतुल्य परिवर्तनों की विधि;

3) कार्यात्मक-ग्राफिक विधि;

4) एक नया वेरिएबल पेश करने की विधि।

चतुर्थ . व्यावहारिक भाग

(समूहों में काम करें। छात्रों के प्रत्येक समूह को एक समीकरण के साथ एक कार्ड मिलता है और इसे नोटबुक में हल करता है। इस समय, समूह का एक प्रतिनिधि बोर्ड पर एक उदाहरण को हल करता है। प्रत्येक समूह के छात्र अपने समूह के सदस्य के रूप में एक ही उदाहरण को हल करते हैं और बोर्ड पर असाइनमेंट की शुद्धता की निगरानी करते हैं। मी, और उन्हें घर पर हल करें।)

समूह 1।

समूह 2

समूह 3.

वी . स्वतंत्र काम

(समूहों में पहले चर्चा होती है और फिर छात्र कार्य पूरा करना शुरू करते हैं। शिक्षक द्वारा तैयार किया गया सही समाधान स्क्रीन पर प्रदर्शित होता है।)

छठी . पाठ का सारांश

अब आप जानते हैं कि अतार्किक समीकरणों को हल करने के लिए आपके पास अच्छे सैद्धांतिक ज्ञान, उन्हें अभ्यास में लागू करने की क्षमता, ध्यान, परिश्रम, त्वरित बुद्धि की आवश्यकता होती है।

गृहकार्य

पाठ के दौरान समूहों को प्रस्तावित समीकरणों को हल करें।

इस लेख की सामग्री का पहला भाग अपरिमेय समीकरणों का एक विचार बनाता है। इसका अध्ययन करने के बाद आप अपरिमेय समीकरणों को अन्य प्रकार के समीकरणों से आसानी से अलग कर सकते हैं। दूसरे भाग में, अपरिमेय समीकरणों को हल करने की मुख्य विधियों का विस्तार से विश्लेषण किया गया है, बड़ी संख्या में विशिष्ट उदाहरणों के लिए विस्तृत समाधान दिए गए हैं। यदि आप इस जानकारी में महारत हासिल कर लेते हैं, तो आप निश्चित रूप से स्कूली गणित पाठ्यक्रम के लगभग किसी भी अतार्किक समीकरण का सामना कर लेंगे। ज्ञान प्राप्त करने में शुभकामनाएँ!

अपरिमेय समीकरण क्या हैं?

आइए पहले स्पष्ट करें कि अपरिमेय समीकरण क्या हैं। ऐसा करने के लिए, हमें रूसी संघ के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय द्वारा अनुशंसित पाठ्यपुस्तकों में उचित परिभाषाएँ मिलेंगी।

अपरिमेय समीकरणों और उनके समाधान के बारे में विस्तृत बातचीत बीजगणित पाठों में आयोजित की जाती है और हाई स्कूल में विश्लेषण शुरू किया जाता है। हालाँकि, कुछ लेखक पहले इस प्रकार के समीकरण पेश करते हैं। उदाहरण के लिए, जो लोग मोर्दकोविच ए.जी. की पाठ्यपुस्तकों के अनुसार अध्ययन करते हैं वे आठवीं कक्षा में पहले से ही अपरिमेय समीकरणों के बारे में सीखते हैं: पाठ्यपुस्तक में कहा गया है कि

अपरिमेय समीकरणों के भी उदाहरण हैं, , , और इसी तरह। जाहिर है, उपरोक्त प्रत्येक समीकरण में, वर्गमूल चिह्न में चर x होता है, जिसका अर्थ है कि, उपरोक्त परिभाषा के अनुसार, ये समीकरण अपरिमेय हैं। यहां, उन्हें हल करने के मुख्य तरीकों में से एक का तुरंत विश्लेषण किया गया है -। लेकिन हम समाधान विधियों के बारे में थोड़ा नीचे बात करेंगे, अभी हम अन्य पाठ्यपुस्तकों से अपरिमेय समीकरणों की परिभाषा देंगे।

पाठ्यपुस्तकों में कोलमोगोरोव ए.एन. और कोल्यागिन यू.एम.

परिभाषा

तर्कहीनवे समीकरण कहलाते हैं जिनमें मूल के चिन्ह के नीचे एक चर समाहित होता है।

आइए मूलभूत अंतर पर ध्यान दें यह परिभाषापिछले वाले से: यह केवल मूल कहता है, वर्गमूल नहीं, अर्थात, मूल की वह डिग्री जिसके अंतर्गत चर स्थित है, निर्दिष्ट नहीं है। इसका मतलब यह है कि मूल न केवल वर्गाकार हो सकता है, बल्कि तीसरा, चौथा आदि भी हो सकता है। डिग्री। इस प्रकार, अंतिम परिभाषा समीकरणों के व्यापक सेट को परिभाषित करती है।

एक स्वाभाविक प्रश्न उठता है कि हम हाई स्कूल में अपरिमेय समीकरणों की इस व्यापक परिभाषा का उपयोग क्यों शुरू करते हैं? सब कुछ समझाने योग्य और सरल है: जब 8वीं कक्षा में हम अपरिमेय समीकरणों से परिचित होते हैं, तो हम केवल वर्गमूल के बारे में अच्छी तरह से जानते हैं, हम अभी भी किसी भी घनमूल, चौथे और उच्च डिग्री की जड़ों के बारे में नहीं जानते हैं। और हाई स्कूल में, जड़ की अवधारणा को सामान्यीकृत किया जाता है, हम इसके बारे में सीखते हैं, और जब अपरिमेय समीकरणों के बारे में बात करते हैं, तो हम अब एक वर्गमूल तक सीमित नहीं होते हैं, बल्कि हमारा मतलब एक मनमानी डिग्री की जड़ से होता है।

स्पष्टता के लिए, हम अपरिमेय समीकरणों के कई उदाहरण प्रदर्शित करेंगे। - यहां चर x घनमूल चिह्न के नीचे स्थित है, इसलिए यह समीकरण अपरिमेय है। एक और उदाहरण: - यहाँ चर x वर्गमूल के चिह्न और चतुर्थ घात के मूल दोनों के अंतर्गत है, अर्थात यह भी एक अपरिमेय समीकरण है। यहां अधिक जटिल रूप के अपरिमेय समीकरणों के कुछ और उदाहरण दिए गए हैं: और .

उपरोक्त परिभाषाएँ हमें यह ध्यान देने की अनुमति देती हैं कि किसी भी अपरिमेय समीकरण के रिकॉर्ड में जड़ों के संकेत होते हैं। यह भी स्पष्ट है कि यदि मूलों का कोई चिह्न न हो तो समीकरण अतार्किक नहीं है। हालाँकि, मूल चिह्न वाले सभी समीकरण अपरिमेय नहीं होते हैं। दरअसल, एक अपरिमेय समीकरण में, मूल चिह्न के नीचे एक चर होना चाहिए, यदि मूल चिह्न के नीचे कोई चर नहीं है, तो समीकरण अपरिमेय नहीं है। उदाहरण के तौर पर, हम ऐसे समीकरणों के उदाहरण देते हैं जिनमें मूल तो हैं लेकिन वे अपरिमेय नहीं हैं। समीकरण और तर्कहीन नहीं हैं, क्योंकि उनमें मूल चिह्न के नीचे चर नहीं होते हैं - जड़ों के नीचे संख्याएँ होती हैं, और मूल के चिह्न के नीचे कोई चर नहीं होते हैं, इसलिए ये समीकरण अपरिमेय नहीं होते हैं।

यह उन चरों की संख्या का उल्लेख करने योग्य है जो अपरिमेय समीकरण लिखने में भाग ले सकते हैं। उपरोक्त सभी अपरिमेय समीकरणों में एक ही चर x है, अर्थात वे एक चर वाले समीकरण हैं। हालाँकि, कोई भी चीज़ हमें दो, तीन, आदि के साथ अतार्किक समीकरणों पर विचार करने से नहीं रोकती है। चर। आइए हम दो चर वाले एक अपरिमेय समीकरण का उदाहरण दें और तीन चर के साथ.

ध्यान दें कि स्कूल में आपको अधिकतर एक चर वाले अपरिमेय समीकरणों पर काम करना पड़ता है। कई चर वाले अपरिमेय समीकरण बहुत कम आम हैं। उन्हें रचना में पाया जा सकता है, उदाहरण के लिए, कार्य में "समीकरणों की प्रणाली को हल करें"। ” या, कहें, ज्यामितीय वस्तुओं के बीजगणितीय विवरण में, इसलिए मूल पर एक केंद्र के साथ एक अर्धवृत्त, ऊपरी आधे तल में स्थित 3 इकाइयों की त्रिज्या, समीकरण से मेल खाती है।

"तर्कहीन समीकरण" अनुभाग में परीक्षा की तैयारी के लिए कार्यों के कुछ संग्रह में ऐसे कार्य शामिल हैं जिनमें चर न केवल मूल के चिह्न के अंतर्गत है, बल्कि किसी अन्य फ़ंक्शन के चिह्न के अंतर्गत भी है, उदाहरण के लिए, मॉड्यूल, लघुगणक, आदि। यहाँ एक उदाहरण है , पुस्तक से लिया गया, और यहाँ - संग्रह से। पहले उदाहरण में, चर x लघुगणक के चिह्न के नीचे है, और लघुगणक भी मूल के चिह्न के नीचे है, यानी, बोलने के लिए, हमारे पास एक अपरिमेय लघुगणक (या लघुगणक अपरिमेय) समीकरण है। दूसरे उदाहरण में, वेरिएबल मॉड्यूल चिह्न के नीचे है, और मॉड्यूल भी रूट चिह्न के नीचे है, आपकी अनुमति से, आइए इसे मॉड्यूल के साथ एक अपरिमेय समीकरण कहते हैं।

क्या इस प्रकार के समीकरण अतार्किक माने जाते हैं? प्रश्न अच्छा है. ऐसा लगता है कि मूल चिन्ह के नीचे एक चर है, लेकिन यह भ्रमित करता है कि यह "में नहीं है" शुद्ध फ़ॉर्म”, और एक या अधिक कार्यों के संकेत के तहत। दूसरे शब्दों में, ऊपर दिए गए अपरिमेय समीकरणों को हमने जिस प्रकार परिभाषित किया है, उसमें कोई विरोधाभास नहीं प्रतीत होता है, लेकिन अन्य कार्यों की उपस्थिति के कारण कुछ हद तक अनिश्चितता है। हमारे दृष्टिकोण से, किसी को "चीजों को उनके उचित नाम से बुलाने" के बारे में कट्टर नहीं होना चाहिए। व्यवहार में, यह निर्दिष्ट किए बिना कि यह किस प्रकार का है, केवल "समीकरण" कहना पर्याप्त है। और ये सभी जोड़ "तर्कहीन", "लघुगणक" आदि हैं। सामग्री को प्रस्तुत करने और समूहीकृत करने की सुविधा के लिए अधिकांशतः उपयोग किया जाता है।

अंतिम पैराग्राफ में दी गई जानकारी के आलोक में, ग्रेड 11 के लिए मोर्डकोविच ए.जी. द्वारा लिखित पाठ्यपुस्तक में दी गई अपरिमेय समीकरणों की परिभाषा रुचिकर है।

परिभाषा

तर्कहीनऐसे समीकरण कहलाते हैं जिनमें चर मूलांक के चिह्न के अंतर्गत या भिन्नात्मक घात तक बढ़ने के चिह्न के अंतर्गत समाहित होता है।

यहां, मूल के चिह्न के अंतर्गत चर वाले समीकरणों के अलावा, भिन्नात्मक घात के चिह्न के अंतर्गत चर वाले समीकरणों को भी अपरिमेय माना जाता है। उदाहरण के लिए, इस परिभाषा के अनुसार, समीकरण तर्कहीन माना जाता है. अचानक क्यों? हम पहले से ही अपरिमेय समीकरणों में जड़ों के आदी हैं, लेकिन यहां यह जड़ नहीं है, बल्कि एक डिग्री है, और आप इस समीकरण को और अधिक कहना चाहते हैं, उदाहरण के लिए, एक शक्ति कानून, और एक अपरिमेय नहीं? सब कुछ सरल है: इसे जड़ों के माध्यम से परिभाषित किया गया है, और दिए गए समीकरण के लिए चर x पर (x 2 +2 x≥0 मानकर) इसे मूल का उपयोग करके फिर से लिखा जा सकता है , और अंतिम समानता एक अपरिमेय समीकरण है जिससे हम मूल चिन्ह के नीचे एक चर से परिचित हैं। और भिन्नात्मक शक्तियों के आधार पर चर वाले समीकरणों को हल करने की विधियाँ बिल्कुल अपरिमेय समीकरणों को हल करने की विधियों के समान हैं (उनके बारे में) चर्चा की जाएगीअगले पैराग्राफ में)। अतः इन्हें अतार्किक कहना और इसी दृष्टि से विचार करना सुविधाजनक है। लेकिन आइए अपने प्रति ईमानदार रहें: प्रारंभ में हमारे पास समीकरण है , लेकिन नहीं , और भाषा अंकन में जड़ की कमी के कारण मूल समीकरण को तर्कहीन कहने के लिए बहुत इच्छुक नहीं है। वही तरकीब आपको शब्दावली के संबंध में ऐसे विवादास्पद बिंदुओं से दूर रहने की अनुमति देती है: समीकरण को बिना किसी विशिष्ट विनिर्देश के केवल एक समीकरण कहना।

सबसे सरल अपरिमेय समीकरण

यह तथाकथित का उल्लेख करने योग्य है सरलतम अपरिमेय समीकरण. आइए तुरंत कहें कि यह शब्द बीजगणित की मुख्य पाठ्यपुस्तकों और विश्लेषण की शुरुआत में दिखाई नहीं देता है, लेकिन कभी-कभी समस्या पुस्तकों और मैनुअल में पाया जाता है, उदाहरण के लिए, में। इसे आम तौर पर स्वीकृत नहीं माना जाना चाहिए, लेकिन यह जानने में कोई हर्ज नहीं है कि आमतौर पर सबसे सरल अतार्किक समीकरणों से क्या समझा जाता है। यह आमतौर पर अपरिमेय समीकरणों के रूप को दिया गया नाम है , जहां f(x) और g(x) कुछ हैं। इस प्रकाश में, सबसे सरल अपरिमेय समीकरण कहा जा सकता है, उदाहरण के लिए, समीकरण या .

"सरलतम अपरिमेय समीकरण" जैसे नाम की उपस्थिति को कोई कैसे समझा सकता है? उदाहरण के लिए, तथ्य यह है कि अपरिमेय समीकरणों के समाधान के लिए अक्सर उनके स्वरूप में प्रारंभिक कमी की आवश्यकता होती है और किसी भी मानक समाधान विधियों का आगे अनुप्रयोग। यहाँ इस रूप में अपरिमेय समीकरणों को सरलतम कहा जाता है।

अपरिमेय समीकरणों को हल करने की बुनियादी विधियाँ

जड़ की परिभाषा के अनुसार

अपरिमेय समीकरणों को हल करने की विधियों में से एक पर आधारित है। इसकी सहायता से सामान्यतः सरलतम रूप के अपरिमेय समीकरण हल किये जाते हैं , जहां f(x) और g(x) कुछ तर्कसंगत अभिव्यक्तियां हैं (हमने सबसे सरल अपरिमेय समीकरणों की परिभाषा दी है)। प्रपत्र के अपरिमेय समीकरण , लेकिन जिसमें f(x) और/या g(x) गैर-तर्कसंगत अभिव्यक्ति हैं। हालाँकि, कई मामलों में ऐसे समीकरणों को अन्य तरीकों से हल करना अधिक सुविधाजनक होता है, जिसकी चर्चा निम्नलिखित पैराग्राफ में की जाएगी।

सामग्री को प्रस्तुत करने की सुविधा के लिए, हम अपरिमेय समीकरणों को सम मूल घातांकों से अलग करते हैं, अर्थात समीकरण , 2 k=2, 4, 6, … , विषम मूल घातांक वाले समीकरणों से , 2 k+1=3, 5, 7, ... हम तुरंत उनके समाधान के दृष्टिकोण पर आवाज उठाएंगे:

उपरोक्त दृष्टिकोण सीधे अनुसरण करते हैं और .

इसलिए, अपरिमेय समीकरणों को हल करने की विधि जड़ की परिभाषा के अनुसार इस प्रकार है:

मूल की परिभाषा के अनुसार, दाहिनी ओर की संख्याओं के साथ सरलतम अपरिमेय समीकरणों को हल करना सबसे सुविधाजनक है, यानी, फॉर्म के समीकरण, जहां सी कुछ संख्या है। जब समीकरण के दाईं ओर एक संख्या होती है, तो सम मूल घातांक के साथ भी, आपको सिस्टम में जाने की ज़रूरत नहीं है: यदि C नहीं है एक ऋणात्मक संख्या, तो एक सम डिग्री की जड़ की परिभाषा के द्वारा, और यदि सी एक नकारात्मक संख्या है, तो हम तुरंत यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि समीकरण की कोई जड़ें नहीं हैं, क्योंकि परिभाषा के अनुसार एक सम डिग्री की जड़ एक गैर-नकारात्मक संख्या है, जिसका अर्थ है कि समीकरण चर x के किसी भी वास्तविक मान के लिए वास्तविक संख्यात्मक समानता में नहीं बदलता है।

आइए विशिष्ट उदाहरणों पर चलते हैं।

हम सरल से जटिल की ओर जाएंगे। आइए सबसे सरल अपरिमेय समीकरण को हल करके शुरू करें, जिसके बाईं ओर एक सम डिग्री की जड़ है, और दाईं ओर - एक सकारात्मक संख्या, यानी, फॉर्म के समीकरण को हल करने से, जहां सी एक सकारात्मक संख्या है। मूल की परिभाषा आपको किसी दिए गए अपरिमेय समीकरण को हल करने से लेकर मूल C 2·k =f(x) के बिना एक सरल समीकरण को हल करने की अनुमति देती है।

इसी प्रकार, मूल की परिभाषा से, दाईं ओर शून्य वाले सरलतम अपरिमेय समीकरण हल किए जाते हैं।

आइए हम अपरिमेय समीकरणों पर अलग से ध्यान दें, जिसके बाईं ओर एक सम डिग्री का मूल है जिसके चिह्न के नीचे एक चर है, और दाईं ओर एक ऋणात्मक संख्या है। ऐसे समीकरणों का वास्तविक संख्याओं के समुच्चय पर कोई हल नहीं होता (हम इससे परिचित होने के बाद जटिल मूलों के बारे में बात करेंगे जटिल आंकड़े ). यह बिल्कुल स्पष्ट है: एक सम डिग्री का मूल, परिभाषा के अनुसार, एक गैर-ऋणात्मक संख्या है, जिसका अर्थ है कि यह एक ऋणात्मक संख्या के बराबर नहीं हो सकता है।

पिछले उदाहरणों के अपरिमेय समीकरणों के बाएँ हाथ की भुजाएँ सम घातों की जड़ें थीं, और दाएँ हाथ की भुजाएँ संख्याएँ थीं। अब दायीं ओर चर वाले उदाहरणों पर विचार करें, यानी हम फॉर्म के अपरिमेय समीकरणों को हल करेंगे . इन्हें हल करने के लिए मूल का निर्धारण करके सिस्टम में परिवर्तन किया जाता है , जिसमें मूल समीकरण के समान समाधानों का सेट है।

यह ध्यान में रखना होगा कि सिस्टम , जिसके समाधान के लिए मूल अपरिमेय समीकरण का समाधान , इसे यंत्रवत् नहीं, बल्कि यदि संभव हो तो तर्कसंगत रूप से हल करना वांछनीय है। यह स्पष्ट है कि यह "विषय से अधिक एक प्रश्न है" सिस्टम समाधान”, लेकिन फिर भी हम अक्सर सामने आने वाली तीन स्थितियों को उदाहरणों के साथ सूचीबद्ध करते हैं:

1. उदाहरण के लिए, यदि इसके पहले समीकरण g 2 k (x)=f(x) का कोई समाधान नहीं है, तो असमानता g(x)≥0 को भी हल करने का कोई मतलब नहीं है, क्योंकि पहले से ही समीकरण के समाधान की अनुपस्थिति से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि सिस्टम में कोई समाधान नहीं हैं।

1. इसी प्रकार, यदि असमानता g(x)≥0 का कोई समाधान नहीं है, तो समीकरण g 2·k (x)=f(x) को हल करना आवश्यक नहीं है, क्योंकि इसके बिना भी यह स्पष्ट है कि इस मामले में सिस्टम के पास कोई समाधान नहीं है।

1. अक्सर, असमानता g(x)≥0 को बिल्कुल भी हल नहीं किया जाता है, बल्कि केवल यह जांचा जाता है कि समीकरण g 2·k (x)=f(x) के कौन से मूल इसे संतुष्ट करते हैं। उनमें से उन सभी का समुच्चय जो असमानता को संतुष्ट करते हैं, प्रणाली का एक समाधान है, जिसका अर्थ है कि यह इसके समकक्ष मूल अपरिमेय समीकरण का भी एक समाधान है।

सम मूल घातांक वाले समीकरणों के बारे में बहुत हो गया। अब समय आ गया है कि फॉर्म की विषम घातों की जड़ों वाले अपरिमेय समीकरणों पर ध्यान दिया जाए . जैसा कि हमने पहले ही कहा है, उन्हें हल करने के लिए, हम समतुल्य समीकरण को पास करते हैं , जिसे किसी भी उपलब्ध तरीकों से हल किया जाता है।

इस अनुच्छेद के अंत में, हम उल्लेख करते हैं निर्णय सत्यापन. मूल का निर्धारण करके अपरिमेय समीकरणों को हल करने की विधि संक्रमणों की तुल्यता की गारंटी देती है। इसका मतलब यह है कि पाए गए समाधानों की जांच करना आवश्यक नहीं है। इस बिंदु को अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए इस पद्धति के लाभों के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, क्योंकि अधिकांश अन्य तरीकों में, समाधान में सत्यापन एक अनिवार्य कदम है, जो आपको बाहरी जड़ों को काटने की अनुमति देता है। लेकिन साथ ही, यह याद रखना चाहिए कि मूल समीकरण में पाए गए समाधानों को प्रतिस्थापित करके जांच करना कभी भी अनावश्यक नहीं होता है: अचानक, जहां एक कम्प्यूटेशनल त्रुटि आ गई है।

हम यह भी ध्यान देते हैं कि अपरिमेय समीकरणों को हल करते समय बाहरी जड़ों की जाँच और फ़िल्टर करने का मुद्दा बहुत महत्वपूर्ण है, इसलिए हम इस लेख के अगले पैराग्राफ में से एक में इस पर लौटेंगे।

किसी समीकरण के दोनों पक्षों को समान घात तक बढ़ाना

आगे की प्रस्तुति से तात्पर्य यह है कि पाठक को समतुल्य समीकरणों और समीकरण-परिणामों का अंदाजा है।

किसी समीकरण के दोनों पक्षों को समान घात तक बढ़ाने की विधि निम्नलिखित कथन पर आधारित है:

कथन

समीकरण के दोनों पक्षों को समान सम प्राकृतिक घात तक बढ़ाने पर परिणामी समीकरण प्राप्त होता है, और समीकरण के दोनों पक्षों को समान विषम प्राकृतिक घात तक बढ़ाने पर एक समतुल्य समीकरण प्राप्त होता है।

सबूत

आइए हम इसे एक चर वाले समीकरणों के लिए सिद्ध करें। कई चर वाले समीकरणों के लिए, प्रमाण के सिद्धांत समान हैं।

मान लीजिए A(x)=B(x) मूल समीकरण है और x 0 इसका मूल है। चूँकि x 0 इस समीकरण का मूल है, तो A(x 0)=B(x 0) - वास्तविक संख्यात्मक समानता. हम संख्यात्मक समानताओं के इस गुण को जानते हैं: वास्तविक संख्यात्मक समानताओं का पद-दर-पद गुणन सही संख्यात्मक समानता देता है। पद को पद 2 k से गुणा करें, जहाँ k है प्राकृतिक संख्या, सही संख्यात्मक समानताएं A(x 0)=B(x 0) , इससे हमें सही संख्यात्मक समानता A 2 k (x 0)=B 2 k (x 0) मिलेगी। और परिणामी समानता का अर्थ है कि x 0 समीकरण A 2 k (x)=B 2 k (x) का मूल है, जो मूल समीकरण से इसके दोनों भागों को समान प्राकृतिक घात 2 k तक बढ़ाकर प्राप्त किया जाता है।

समीकरण A 2·k (x)=B 2·k (x) के मूल के अस्तित्व की संभावना को उचित ठहराने के लिए, जो मूल समीकरण A(x)=B(x) का मूल नहीं है, एक उदाहरण देना पर्याप्त है। अपरिमेय समीकरण पर विचार करें , और समीकरण , जो मूल से उसके दोनों भागों का वर्ग करके प्राप्त किया जाता है। यह जाँचना आसान है कि शून्य समीकरण का मूल है , वास्तव में, , जो वही 4=4 है - सही समानता। लेकिन साथ ही, शून्य समीकरण के लिए एक बाहरी जड़ है , चूँकि शून्य प्रतिस्थापित करने पर हमें समानता प्राप्त होती है , जो कि 2=−2 के समान है, जो गलत है। इससे सिद्ध होता है कि मूल समीकरण के दोनों भागों को समान सम घात तक बढ़ाकर प्राप्त समीकरण के मूल मूल समीकरण के लिए अप्रासंगिक हो सकते हैं।

अतः यह सिद्ध हो गया है कि समीकरण के दोनों भागों को समान प्राकृतिक घात तक बढ़ाने से समीकरण-परिणाम प्राप्त होता है।

यह सिद्ध करना बाकी है कि समीकरण के दोनों पक्षों को समान विषम प्राकृतिक शक्ति तक बढ़ाने से एक समतुल्य समीकरण प्राप्त होता है।

आइए हम दिखाते हैं कि समीकरण का प्रत्येक मूल मूल से उसके दोनों भागों को विषम घात तक बढ़ाकर प्राप्त समीकरण का मूल है, और इसके विपरीत, कि समीकरण का प्रत्येक मूल उसके दोनों भागों को एक विषम घात तक बढ़ाकर मूल से प्राप्त समीकरण का मूल है।

आइए हमारे पास समीकरण A(x)=B(x) है। माना x 0 इसका मूल है। तब संख्यात्मक समानता A(x 0)=B(x 0) सत्य है। वास्तविक संख्यात्मक समानताओं के गुणों का अध्ययन करते हुए, हमने सीखा कि वास्तविक संख्यात्मक समानताओं को पद दर पद गुणा किया जा सकता है। पद को पद 2 k+1 से गुणा करने पर, जहाँ k एक प्राकृतिक संख्या है, सही संख्यात्मक समानता A(x 0)=B(x 0) से हमें सही संख्यात्मक समानता A 2 k+1 (x 0)=B 2 k+1 (x 0) प्राप्त होती है, जिसका अर्थ है कि x 0 समीकरण A 2 k+1 (x)=B 2 k+1 (x) का मूल है। अब पीछे हो। माना x 0 समीकरण A 2 k+1 (x)=B 2 k+1 (x) का मूल है। इसका मतलब यह है कि संख्यात्मक समानता A 2 k+1 (x 0)=B 2 k+1 (x 0) सही है। किसी भी वास्तविक संख्या से विषम अंश के मूल के अस्तित्व तथा उसकी विशिष्टता के आधार पर समानता भी सत्य होगी। यह, बदले में, पहचान के कारण है , जहां a कोई वास्तविक संख्या है जो जड़ों और शक्तियों के गुणों से आती है, उसे A(x 0)=B(x 0) के रूप में फिर से लिखा जा सकता है। और इसका मतलब यह है कि x 0 समीकरण A(x)=B(x) का मूल है।

अत: यह सिद्ध हो गया है कि एक अपरिमेय समीकरण के दोनों भागों को विषम घात तक बढ़ाने पर एक समतुल्य समीकरण प्राप्त होता है।

सिद्ध कथन हमारे ज्ञात शस्त्रागार की भरपाई करता है, जिसका उपयोग समीकरणों को हल करने के लिए किया जाता है, समीकरणों के एक और परिवर्तन के साथ - समीकरण के दोनों हिस्सों को एक ही प्राकृतिक शक्ति तक बढ़ाना। समीकरण के दोनों भागों को एक ही विषम घात तक बढ़ाना एक परिणामी समीकरण की ओर ले जाने वाला परिवर्तन है, और एक सम घात तक बढ़ाना एक समतुल्य परिवर्तन है। समीकरण के दोनों पक्षों को समान घात तक बढ़ाने की विधि इसी परिवर्तन पर आधारित है।

किसी समीकरण के दोनों पक्षों को समान प्राकृतिक घात तक बढ़ाने का उपयोग मुख्य रूप से अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए किया जाता है कुछ मामलोंयह परिवर्तन आपको जड़ों के लक्षणों से छुटकारा पाने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, समीकरण के दोनों पक्षों को ऊपर उठाना n की घात से समीकरण मिलता है , जिसे बाद में समीकरण f(x)=g n (x) में बदला जा सकता है, जिसमें अब बाईं ओर कोई जड़ नहीं है। यह उदाहरण दर्शाता है समीकरण के दोनों पक्षों को समान घात तक बढ़ाने की विधि का सार: एक उपयुक्त परिवर्तन का उपयोग करके, एक सरल समीकरण प्राप्त करें जिसके अंकन में मूलांक न हों, और इसके समाधान के माध्यम से, मूल अपरिमेय समीकरण का समाधान प्राप्त करें।

अब हम सीधे समीकरण के दोनों भागों को एक ही प्राकृतिक शक्ति तक बढ़ाने की विधि के विवरण पर आगे बढ़ सकते हैं। आइए सम मूल घातांक वाले सरलतम अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए एक एल्गोरिदम से शुरुआत करें, यानी फॉर्म के समीकरण , जहां k एक प्राकृतिक संख्या है, f(x) और g(x) परिमेय अभिव्यक्ति हैं। विषम मूल घातांक वाले सरलतम अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए एक एल्गोरिदम, यानी फॉर्म के समीकरण , हम थोड़ी देर बाद देंगे। फिर हम और भी आगे बढ़ेंगे: हम समीकरण के दोनों हिस्सों को समान घात तक बढ़ाने की विधि को और अधिक जटिल अपरिमेय समीकरणों तक बढ़ाएंगे जिसमें मूल चिह्नों के नीचे मूल, कई मूल चिह्न इत्यादि शामिल होंगे।

किसी समीकरण के दोनों पक्षों को समान सम घात तक बढ़ाकर:

उपरोक्त जानकारी से, यह स्पष्ट है कि एल्गोरिदम के पहले चरण के बाद, हम एक ऐसे समीकरण पर आएंगे जिसकी जड़ों में मूल समीकरण की सभी जड़ें शामिल हैं, लेकिन ऐसी जड़ें भी हो सकती हैं जो मूल समीकरण के लिए अप्रासंगिक हों। इसलिए, एल्गोरिदम में बाहरी जड़ों को छांटने के बारे में एक खंड शामिल है।

आइए उदाहरणों का उपयोग करके अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए उपरोक्त एल्गोरिदम के अनुप्रयोग का विश्लेषण करें।

आइए एक सरल और काफी विशिष्ट अपरिमेय समीकरण को हल करके शुरू करें, जिसके दोनों पक्षों का वर्ग करने पर परिणाम प्राप्त होता है द्विघात समीकरण, जिसकी कोई जड़ नहीं है।

यहां एक उदाहरण दिया गया है जिसमें मूल अपरिमेय समीकरण के दोनों पक्षों का वर्ग करने पर प्राप्त समीकरण के सभी मूल मूल समीकरण से असंगत हो जाते हैं। निष्कर्ष: इसकी कोई जड़ नहीं है.

अगला उदाहरण थोड़ा अधिक जटिल है. इसके समाधान के लिए, पिछले दो समाधानों के विपरीत, दोनों भागों को अब वर्ग में नहीं, बल्कि छठी घात तक वर्गित करने की आवश्यकता है, और इससे अब एक रैखिक या द्विघात समीकरण नहीं, बल्कि एक घन समीकरण बनेगा। यहां, एक जांच हमें दिखाएगी कि इसके तीनों मूल प्रारंभ में दिए गए अपरिमेय समीकरण के मूल होंगे।

और यहाँ हम और भी आगे बढ़ते हैं। मूल से छुटकारा पाने के लिए, आपको अपरिमेय समीकरण के दोनों पक्षों को चौथी डिग्री तक उठाना होगा, जो बदले में चौथी डिग्री के समीकरण को जन्म देगा। सत्यापन से पता चलेगा कि चार संभावित जड़ों में से केवल एक ही अपरिमेय समीकरण का वांछित मूल होगा, और बाकी अप्रासंगिक होंगे।

तीन ताज़ा उदाहरणनिम्नलिखित कथन का एक उदाहरण हैं: यदि, जब एक अपरिमेय समीकरण के दोनों भागों को समान सम घात तक बढ़ाया जाता है, तो एक समीकरण प्राप्त होता है जिसमें जड़ें होती हैं, तो उनका बाद का सत्यापन यह दिखा सकता है कि

• या वे सभी मूल समीकरण के अप्रासंगिक मूल हैं, और इसका कोई मूल नहीं है,
• या उनमें से कोई भी बाहरी जड़ें नहीं हैं, और वे सभी मूल समीकरण की जड़ें हैं,
• या बाहरी लोग उनमें से कुछ ही हैं।

यह एक विषम मूल घातांक वाले सरलतम अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए आगे बढ़ने का समय है, यानी फॉर्म के समीकरण . हम संबंधित एल्गोरिदम लिखते हैं।

अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए एल्गोरिदम किसी समीकरण के दोनों पक्षों को समान विषम घात तक बढ़ाकर:

• अपरिमेय समीकरण के दोनों भागों को समान विषम घात 2·k+1 तक बढ़ा दिया गया है।
• परिणामी समीकरण हल हो गया है। इसका हल मूल समीकरण का हल है।

कृपया ध्यान दें: उपरोक्त एल्गोरिदम, एक सम मूल घातांक के साथ सरलतम अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए एल्गोरिदम के विपरीत, बाहरी जड़ों के उन्मूलन के संबंध में कोई खंड शामिल नहीं है। ऊपर, हमने दिखाया कि समीकरण के दोनों हिस्सों को एक विषम घात तक बढ़ाना समीकरण को बदलने के बराबर है, जिसका अर्थ है कि इस तरह के परिवर्तन से बाहरी जड़ों की उपस्थिति नहीं होती है, इसलिए उन्हें फ़िल्टर करने की कोई आवश्यकता नहीं है।

इस प्रकार, दोनों भागों को समान विषम घात तक बढ़ाकर अपरिमेय समीकरणों का समाधान बाहरी लोगों को अलग किए बिना किया जा सकता है। साथ ही, यह मत भूलिए कि सम घात तक बढ़ाते समय जाँच की आवश्यकता होती है।

इस तथ्य का ज्ञान अनुमति देता है कानूनी आधारकिसी अपरिमेय समीकरण को हल करते समय बाहरी मूलों को न हटाएँ . विशेष रूप से इस मामले में, चेक "अप्रिय" गणनाओं से जुड़ा है। वैसे भी कोई बाहरी जड़ें नहीं होंगी, क्योंकि इसे एक विषम घात, यानी एक घन, तक बढ़ा दिया गया है, जो एक समतुल्य परिवर्तन है। यह स्पष्ट है कि जाँच की जा सकती है, लेकिन आत्म-नियंत्रण के लिए, अतिरिक्त रूप से पाए गए समाधान की शुद्धता को सत्यापित करने के लिए।

आइए मध्यवर्ती परिणामों को संक्षेप में प्रस्तुत करें। इस पैराग्राफ में, सबसे पहले, हमने एक और परिवर्तन द्वारा पहले से ज्ञात विभिन्न समीकरणों को हल करने के शस्त्रागार को फिर से भर दिया है, जिसमें समीकरण के दोनों हिस्सों को एक ही शक्ति तक बढ़ाना शामिल है। जब इसे एक समान शक्ति तक बढ़ाया जाता है, तो यह परिवर्तन समतुल्य नहीं हो सकता है, और इसका उपयोग करते समय, बाहरी जड़ों को फ़िल्टर करने के लिए जाँच करना आवश्यक है। जब एक विषम शक्ति तक बढ़ाया जाता है, तो निर्दिष्ट परिवर्तन समतुल्य होता है, और बाहरी जड़ों को फ़िल्टर करना आवश्यक नहीं होता है। और दूसरी बात, हमने सीखा कि फॉर्म के सबसे सरल अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए इस परिवर्तन का उपयोग कैसे करें , जहां n मूल घातांक है, f(x) और g(x) तर्कसंगत अभिव्यक्ति हैं।

अब सामान्य दृष्टिकोण से समीकरण के दोनों पक्षों को समान शक्ति तक बढ़ाने पर विचार करने का समय आ गया है। यह हमें सरलतम अपरिमेय समीकरणों से लेकर अधिक जटिल रूप के अपरिमेय समीकरणों तक अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए इसके आधार पर विधि का विस्तार करने की अनुमति देगा। आइए इस पर आगे बढ़ें।

वास्तव में, समीकरण के दोनों पक्षों को समान घात तक बढ़ाकर समीकरणों को हल करते समय, हमें पहले से ज्ञात सामान्य दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है: मूल समीकरण को कुछ परिवर्तनों द्वारा एक सरल समीकरण में बदल दिया जाता है, इसे और भी सरल समीकरण में बदल दिया जाता है, और इसी तरह, एक समीकरण तक जिसे हम हल करने में सक्षम होते हैं। यह स्पष्ट है कि यदि ऐसे परिवर्तनों की श्रृंखला में हम समीकरण के दोनों भागों को एक ही घात तक बढ़ाने का सहारा लेते हैं, तो हम कह सकते हैं कि हम समीकरण के दोनों भागों को एक ही घात तक बढ़ाने की एक ही विधि के अनुसार कार्य कर रहे हैं। यह केवल यह पता लगाना बाकी है कि समीकरण के दोनों हिस्सों को एक ही डिग्री तक बढ़ाकर अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए किस प्रकार के परिवर्तन और किस क्रम में किए जाने चाहिए।

समीकरण के दोनों पक्षों को समान घात तक बढ़ाकर अपरिमेय समीकरणों को हल करने का एक सामान्य तरीका यहां दिया गया है:

• सबसे पहले, आपको मूल अपरिमेय समीकरण से सरल समीकरण की ओर बढ़ने की आवश्यकता है, जो आमतौर पर निम्नलिखित तीन क्रियाओं को चक्रीय रूप से निष्पादित करके प्राप्त किया जाता है:
  • रेडिकल का अलगाव (या इसी तरह की तकनीकें, उदाहरण के लिए, रेडिकल के उत्पाद का अलगाव, एक अंश का अलगाव जिसका अंश और / या हर जड़ है, जो समीकरण के दोनों पक्षों को बाद में एक शक्ति तक बढ़ाए जाने पर मूल से छुटकारा पाना संभव बनाता है)।
  • समीकरण के प्रकार का सरलीकरण.
• दूसरे, आपको परिणामी समीकरण को हल करने की आवश्यकता है।
• अंत में, यदि हल करने की प्रक्रिया में परिणामी समीकरणों में परिवर्तन हुआ (विशेष रूप से, यदि समीकरण के दोनों हिस्सों को एक समान शक्ति तक बढ़ाया गया था), तो बाहरी जड़ों को समाप्त किया जाना चाहिए।

आइए अर्जित ज्ञान को व्यवहार में लाएं।

आइए एक उदाहरण को हल करें जिसमें रेडिकल का अलगाव अपरिमेय समीकरण को उसके सरलतम रूप में कम कर देता है, जिसके बाद यह दोनों भागों का वर्ग करने, परिणामी समीकरण को हल करने और एक चेक का उपयोग करके बाहरी जड़ों को हटाने के लिए रहता है।

निम्नलिखित अपरिमेय समीकरण को हर में मूलांक वाले भिन्न को अलग करके हल किया जा सकता है, जिसे समीकरण के दोनों पक्षों का वर्ग करके समाप्त किया जा सकता है। और फिर सब कुछ सरल है: परिणामी भिन्नात्मक-तर्कसंगत समीकरण को हल किया जाता है और उत्तर में शामिल होने से बाहरी जड़ों को बाहर करने के लिए एक जांच की जाती है।

काफी विशेषता अपरिमेय समीकरण हैं, जिनके रिकॉर्ड में दो जड़ें हैं। इन्हें आमतौर पर समीकरण के दोनों पक्षों को समान घात तक बढ़ाकर सफलतापूर्वक हल किया जाता है। यदि जड़ों की डिग्री समान है, और उनके अलावा कोई अन्य पद नहीं हैं, तो मूलांक से छुटकारा पाने के लिए, मूलांक को अलग करना और एक बार घातांक लगाना पर्याप्त है, जैसा कि निम्नलिखित उदाहरण में है।

और यहां एक उदाहरण है जिसमें दो जड़ें भी हैं, उनके अतिरिक्त कोई पद भी नहीं हैं, लेकिन जड़ों की डिग्री अलग-अलग हैं। इस मामले में, रेडिकल के पृथक होने के बाद, समीकरण के दोनों पक्षों को एक ऐसी शक्ति तक बढ़ाने की सलाह दी जाती है जो एक ही बार में दोनों रेडिकल से मुक्त हो जाए। ऐसी डिग्री, उदाहरण के लिए, जड़ों के संकेतक हैं। हमारे मामले में, मूलों की डिग्री 2 और 3 हैं, LCM(2, 3)=6, इसलिए, हम दोनों भागों को छठी घात तक बढ़ा देंगे। ध्यान दें कि हम मानक तरीके से भी कार्य कर सकते हैं, लेकिन इस मामले में हमें दोनों हिस्सों को दो बार घात तक बढ़ाने का सहारा लेना होगा: पहले से दूसरे तक, फिर तीसरे तक। हम दोनों समाधान दिखाएंगे.

अधिक जटिल मामलों में, समीकरण के दोनों हिस्सों को एक ही घात तक बढ़ाकर अपरिमेय समीकरणों को हल करते समय, आपको एक घात को दो बार, कम बार - तीन बार, यहां तक ​​​​कि कम बार - अधिक बार बढ़ाने का सहारा लेना पड़ता है। जो कहा गया है उसे दर्शाने वाले पहले अपरिमेय समीकरण में दो मूलांक और एक और पद शामिल है।

निम्नलिखित अपरिमेय समीकरण के समाधान के लिए भी दो क्रमिक घातांक की आवश्यकता होती है। यदि हम मूलांकों को अलग करना नहीं भूलते हैं, तो उसके अंकन में मौजूद तीन मूलांकों से छुटकारा पाने के लिए दो घातांक पर्याप्त हैं।

एक अपरिमेय समीकरण के दोनों भागों को समान घात तक बढ़ाने की विधि आपको उन अपरिमेय समीकरणों से निपटने की अनुमति देती है जिनमें मूल के नीचे एक और जड़ होती है। यहां एक विशिष्ट उदाहरण का समाधान दिया गया है.

अंत में, अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए निम्नलिखित तरीकों के विश्लेषण के लिए आगे बढ़ने से पहले, इस तथ्य पर ध्यान देना आवश्यक है कि एक अपरिमेय समीकरण के दोनों हिस्सों को एक ही शक्ति तक बढ़ाने से, आगे के परिवर्तनों के परिणामस्वरूप, एक समीकरण मिल सकता है जिसमें अनंत संख्या में समाधान होते हैं। एक समीकरण जिसमें अनंत रूप से कई जड़ें होती हैं, उदाहरण के लिए, अपरिमेय समीकरण के दोनों पक्षों का वर्ग करने के परिणामस्वरूप प्राप्त होती है और परिणामी समीकरण के रूप का बाद में सरलीकरण। साथ ही, स्पष्ट कारणों से, हम प्रतिस्थापन जाँच करने में सक्षम नहीं हैं। ऐसे मामलों में, किसी को या तो सत्यापन के अन्य तरीकों का सहारा लेना होगा, जिसके बारे में हम बात करेंगे, या किसी अन्य समाधान विधि के पक्ष में समीकरण के दोनों हिस्सों को एक ही शक्ति में बढ़ाने की विधि को त्यागना होगा, उदाहरण के लिए, उस विधि के पक्ष में जो मानता है।

हमने समीकरण के दोनों पक्षों को समान घात तक बढ़ाकर सबसे विशिष्ट अपरिमेय समीकरणों के समाधान पर विचार किया है। अध्ययन किया गया सामान्य दृष्टिकोण अन्य अपरिमेय समीकरणों से निपटने की अनुमति देता है, यदि समाधान की यह विधि उनके लिए बिल्कुल उपयुक्त है।

एक नया चर प्रस्तुत करके अपरिमेय समीकरणों को हल करना

अस्तित्व समीकरणों को हल करने की सामान्य विधियाँ. वे आपको समीकरण हल करने की अनुमति देते हैं अलग - अलग प्रकार. विशेष रूप से, अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए सामान्य तरीकों का उपयोग किया जाता है। इस पैराग्राफ में, हम सामान्य तरीकों में से एक पर विचार करेंगे - एक नया वेरिएबल पेश करने की विधि, या यों कहें, सटीक अपरिमेय समीकरणों को हल करने में इसका उपयोग। विधि का सार और विवरण लेख में ही दिया गया है, जिसका लिंक पिछले वाक्य में दिया गया है। यहां हम व्यावहारिक भाग पर ध्यान केंद्रित करेंगे, यानी, हम एक नया चर पेश करके विशिष्ट अपरिमेय समीकरणों के समाधान का विश्लेषण करेंगे।

इस लेख के निम्नलिखित भाग अन्य सामान्य तरीकों से अपरिमेय समीकरणों के समाधान के लिए समर्पित हैं।

सबसे पहले हम प्रस्तुत करते हैं एक नया चर पेश करके समीकरणों को हल करने के लिए एल्गोरिदम. हम इसके तुरंत बाद आवश्यक स्पष्टीकरण देंगे। तो एल्गोरिथ्म:

अब वादा किए गए स्पष्टीकरण के लिए।

एल्गोरिथम के दूसरे, तीसरे और चौथे चरण पूरी तरह से तकनीकी हैं और अक्सर कठिन नहीं होते हैं। और मुख्य रुचि पहला कदम है - एक नए चर का परिचय। यहां मुद्दा यह है कि यह अक्सर स्पष्ट नहीं होता है कि एक नया चर कैसे पेश किया जाए, और कई मामलों में टी जी (एक्स) के साथ प्रतिस्थापित करने के लिए एक सुविधाजनक अभिव्यक्ति दिखाने के लिए समीकरण के कुछ परिवर्तन करना आवश्यक है। दूसरे शब्दों में, एक नए चर का परिचय अक्सर एक रचनात्मक और जटिल प्रक्रिया होती है। आगे, हम सबसे बुनियादी और विशिष्ट उदाहरणों को छूने का प्रयास करेंगे जो बताते हैं कि अपरिमेय समीकरणों को हल करते समय एक नया चर कैसे पेश किया जाए।

हम प्रस्तुति के निम्नलिखित क्रम का पालन करेंगे:

तो, आइए अपरिमेय समीकरणों को हल करते समय एक नया चर पेश करने के सबसे सरल मामलों से शुरुआत करें।

आइए अपरिमेय समीकरण को हल करें , जिसे हम पहले ही थोड़ा ऊपर उदाहरण के रूप में उद्धृत कर चुके हैं। जाहिर है, इस मामले में, प्रतिस्थापन संभव है। यह हमें एक तर्कसंगत समीकरण की ओर ले जाएगा, जिसके, जैसा कि यह पता चला है, दो जड़ें हैं, जो उलटने पर, दो सरल अपरिमेय समीकरणों का एक सेट देगा, जिसका समाधान मुश्किल नहीं है। तुलना के लिए, हम दिखाते हैं वैकल्पिक तरीकापरिवर्तनों को अंजाम देकर समाधान जो सबसे सरल अपरिमेय समीकरण को जन्म देगा।

निम्नलिखित अपरिमेय समीकरण में, एक नया चर प्रस्तुत करने की संभावना भी स्पष्ट है। लेकिन इसमें उल्लेखनीय बात यह है कि इसे हल करते समय हमें मूल चर पर वापस नहीं लौटना पड़ता है। तथ्य यह है कि परिचय के बाद प्राप्त हुआ परिवर्तनशील समीकरणइसका कोई समाधान नहीं है, जिसका अर्थ है कि मूल समीकरण का कोई समाधान नहीं है।

अपरिमेय समीकरण , पिछले वाले की तरह, एक नया वेरिएबल पेश करके आसानी से हल किया जाता है। इसके अलावा, पिछले वाले की तरह इसका भी कोई समाधान नहीं है। लेकिन जड़ों की अनुपस्थिति अन्य तरीकों से निर्धारित की जाती है: यहां चर की शुरूआत के बाद प्राप्त समीकरण में समाधान होते हैं, और रिवर्स प्रतिस्थापन के दौरान लिखे गए समीकरणों के सेट में कोई समाधान नहीं होता है, इसलिए मूल समीकरण में भी कोई समाधान नहीं होता है। आइए इस समीकरण के समाधान का विश्लेषण करें।

आइए उदाहरणों की श्रृंखला को पूरा करें जिसमें प्रतिस्थापन स्पष्ट है, एक अपरिमेय समीकरण के साथ जो जटिल दिखता है, जिसमें अंकन में मूल के नीचे मूल शामिल है। एक नए चर का परिचय अक्सर समीकरण की संरचना को अधिक समझने योग्य बनाता है, जो विशेष रूप से सच है यह उदाहरण. दरअसल, अगर हम स्वीकार करते हैं , तो मूल अपरिमेय समीकरण एक सरल अपरिमेय समीकरण में बदल जाता है , जिसे हल किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, समीकरण के दोनों पक्षों का वर्ग करके। हम एक नया चर प्रस्तुत करके समाधान प्रस्तुत करते हैं, और तुलना के लिए, हम समीकरण के दोनों पक्षों का वर्ग करके समाधान दिखाते हैं।

पिछले सभी उदाहरणों के रिकॉर्ड में कई समान अभिव्यक्तियाँ थीं, जिन्हें हमने एक नए चर के रूप में लिया। सब कुछ सरल और स्पष्ट था: हम उपयुक्त समान अभिव्यक्तियाँ देखते हैं और उनके स्थान पर हम एक नया चर पेश करते हैं, जो एक नए चर के साथ एक सरल समीकरण देता है। अब हम थोड़ा और आगे बढ़ेंगे - हम यह पता लगाएंगे कि अपरिमेय समीकरणों को कैसे हल किया जाए जिसमें प्रतिस्थापन के लिए उपयुक्त अभिव्यक्ति इतनी स्पष्ट नहीं है, लेकिन सरल परिवर्तनों का उपयोग करके इसे स्पष्ट रूप से देखना और निकालना काफी आसान है।

उन बुनियादी तकनीकों पर विचार करें जो आपको एक नए चर को पेश करने के लिए सुविधाजनक अभिव्यक्ति को स्पष्ट रूप से चुनने की अनुमति देती हैं। पहला ये है. आइए स्पष्ट करें कि क्या कहा गया है।

जाहिर है, अपरिमेय समीकरण में एक नया वेरिएबल पेश करने के लिए, x 2 +x=t लेना पर्याप्त है। क्या समीकरण में एक नया चर भी शामिल करना संभव है? ? यह एक संभावना है, क्योंकि यह स्पष्ट है . अंतिम समानता समीकरण के समतुल्य परिवर्तन को अंजाम देना संभव बनाती है, जिसमें अभिव्यक्ति को एक समान समान अभिव्यक्ति के साथ बदलना शामिल है जो ODZ को नहीं बदलता है, जिससे मूल समीकरण से समतुल्य समीकरण में जाना संभव हो जाता है और इसे पहले ही हल कर लें. आइए हम अपरिमेय समीकरण का पूर्ण समाधान दिखाएं एक नया वेरिएबल पेश करके।

सामान्य कारक को कोष्ठक में रखने के अलावा और क्या, एक अपरिमेय समीकरण में एक नए चर को पेश करने के लिए सुविधाजनक अभिव्यक्ति को स्पष्ट रूप से एकल करना संभव बनाता है? कुछ मामलों में, ये हैं, और। आइए विशिष्ट उदाहरणों पर एक नज़र डालें।

एक अपरिमेय समीकरण को हल करते समय हम एक नया चर कैसे प्रस्तुत करेंगे ? बेशक हम स्वीकार करेंगे. और यदि कार्य एक अपरिमेय समीकरण को हल करना था , क्या एक नए वेरिएबल को इस रूप में प्रस्तुत करना संभव है? स्पष्ट रूप से - दिखाई नहीं देता है, लेकिन ऐसी संभावना दिखाई देती है, क्योंकि इस समीकरण के लिए चर x के ODZ पर, जड़ की परिभाषा और जड़ों के गुणों के आधार पर, समानता सत्य है, जो हमें समतुल्य समीकरण पर जाने की अनुमति देती है .

आइए पिछले उदाहरण के आधार पर एक छोटा सा सामान्यीकरण करें। ऐसे मामलों में जहां एक मूल का घातांक दूसरे (k n और k) के घातांक का गुणज होता है, आमतौर पर व्यक्ति समानता का सहारा लेता है और एक नया वेरिएबल प्रस्तुत करें। इसलिए हमने समीकरण को हल करते हुए कार्य किया . थोड़ा आगे हम इस बारे में बात करेंगे कि असमान और गैर-एकाधिक मूल घातांक वाले अपरिमेय समीकरणों को कैसे हल किया जाए।

यह अपरिमेय समीकरणों में एक नए चर की शुरूआत पर संक्षेप में ध्यान देने योग्य है जिसमें एक जड़, साथ ही एक कट्टरपंथी अभिव्यक्ति और / या इसकी कुछ डिग्री शामिल है। इन मामलों में, यह स्पष्ट है कि मूल को नए चर के रूप में लिया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, समीकरण हल करते समय हम स्वीकार करेंगे , मूल की परिभाषा के द्वारा, हम मूल समीकरण को रूप में बदल देंगे , और एक नया चर प्रस्तुत करने के बाद, हम द्विघात समीकरण 2·t 2 +3·t−2=0 पर पहुंचेंगे।

थोड़े अधिक जटिल मामलों में, मूल से मेल खाने वाले व्यंजक को निकालने के लिए समीकरण के एक और अतिरिक्त परिवर्तन की आवश्यकता हो सकती है। आइये इसे समझाते हैं. हम समीकरण में एक नया चर कैसे पेश करेंगे? ? जाहिर है, अभिव्यक्ति x 2 +5 मूल अभिव्यक्ति के साथ मेल खाती है, इसलिए, पिछले पैराग्राफ की जानकारी के अनुसार, हम मूल की परिभाषा के आधार पर, समतुल्य समीकरण पर जाएंगे और जैसे एक नया वेरिएबल प्रस्तुत करें। और यदि हम किसी समीकरण से निपट नहीं रहे हैं तो हम एक नया चर कैसे पेश करेंगे , और समीकरण के साथ ? हां और। यह सिर्फ इतना है कि मूल अभिव्यक्ति x 2 +5 को स्पष्ट रूप से उजागर करने के लिए हमें पहले x 2 +1 को x 2 +5−4 के रूप में प्रस्तुत करना होगा। अर्थात् हम अपरिमेय समीकरण से होंगे समतुल्य समीकरण में पारित किया गया , फिर समीकरण के लिए , जिसके बाद हम आसानी से एक नया वेरिएबल पेश करेंगे।

ऐसे मामलों में, एक नए चर को पेश करने के लिए एक और अधिक सार्वभौमिक दृष्टिकोण है: मूल को एक नए चर के रूप में लें और, इस समानता के आधार पर, शेष पुराने चर को नए के माध्यम से व्यक्त करें। समीकरण के लिए हम स्वीकार करेंगे, इस समानता से हम x 2 को t के पदों में t 2 −5 (,) के रूप में व्यक्त करेंगे। , x 2 +5=t 2 , x 2 =t 2 −5 ), जहां से x 2 +1=t 2 −4 . यह हमें एक नए चर t 2 −4+3 t=0 के साथ समीकरण को पारित करने की अनुमति देता है। कौशल विकसित करने के लिए, हम एक विशिष्ट अपरिमेय समीकरण को हल करेंगे।

ऐसे उदाहरणों में एक नए चर की शुरूआत से अभिव्यक्ति की जड़ों के संकेतों के तहत उपस्थिति हो सकती है जो पूर्ण वर्ग हैं। उदाहरण के लिए, यदि हम एक अपरिमेय समीकरण को स्वीकार करते हैं, तो इससे समीकरण बनेगा, जहां पहला मूल अभिव्यक्ति रैखिक द्विपद t−2 का वर्ग है, और दूसरा मूल अभिव्यक्ति रैखिक द्विपद t−3 का वर्ग है। और ऐसे समीकरणों से मॉड्यूल वाले समीकरणों की ओर बढ़ना सबसे अच्छा है: , , . यह इस तथ्य के कारण है कि ऐसे समीकरणों में अनंत संख्या में जड़ें हो सकती हैं, जबकि समीकरण के दोनों पक्षों का वर्ग करके उन्हें हल करने से प्रतिस्थापन परीक्षण की अनुमति नहीं होगी, और जड़ निर्धारित करके हल करने से एक तर्कहीन असमानता को हल करने की आवश्यकता होगी। हम ऐसे उदाहरण का समाधान नीचे एक अपरिमेय समीकरण से मापांक वाले समीकरण में संक्रमण पर अनुभाग में दिखाएंगे।

किसी नए वेरिएबल को पेश करने की संभावना को देखना अभी भी कब आसान है? जब समीकरण में "उल्टे" भिन्न हों और (आपकी अनुमति से, हम उन्हें सादृश्य द्वारा परस्पर व्युत्क्रम कहेंगे)। हम ऐसे भिन्नों के साथ एक परिमेय समीकरण को कैसे हल करेंगे? हम इनमें से एक भिन्न को नए चर t के रूप में लेंगे, जबकि दूसरे भिन्न को नए चर के रूप में 1/t के रूप में व्यक्त करेंगे। अपरिमेय समीकरणों में, इस तरह से एक नया चर पेश करना पूरी तरह से व्यावहारिक नहीं है, क्योंकि जड़ों से छुटकारा पाने के लिए, सबसे अधिक संभावना है, एक और चर पेश करना होगा। भिन्न के मूल को तुरंत एक नए चर के रूप में लेना बेहतर है। खैर, फिर किसी एक समानता का उपयोग करके मूल समीकरण को रूपांतरित करें और , जो आपको एक नए चर के साथ समीकरण पर जाने की अनुमति देगा। एक उदाहरण पर विचार करें.

पहले से ज्ञात प्रतिस्थापन विकल्पों के बारे में मत भूलना। उदाहरण के लिए, एक अपरिमेय समीकरण लिखते समय, अभिव्यक्तियाँ x+1/x और x 2 +1/x 2 प्रकट हो सकती हैं, जो किसी को एक नया चर x+1/x=t पेश करने की संभावना के बारे में सोचने पर मजबूर करती है। यह विचार अनायास ही नहीं उठता, क्योंकि जब हमने निर्णय लिया तो हम पहले ही ऐसा कर चुके थे वापसी समीकरण. एक नए चर को पेश करने की यह विधि, साथ ही हमें पहले से ज्ञात अन्य विधियों को, अपरिमेय समीकरणों के साथ-साथ अन्य प्रकार के समीकरणों को हल करते समय ध्यान में रखना चाहिए।

हम अधिक जटिल अपरिमेय समीकरणों की ओर मुड़ते हैं, जिसमें एक नए चर को पेश करने के लिए उपयुक्त अभिव्यक्ति को समझना अधिक कठिन होता है। और आइए उन समीकरणों से शुरू करें जिनमें मूल अभिव्यक्तियाँ समान हैं, लेकिन, ऊपर चर्चा किए गए मामले के विपरीत, एक मूल का बड़ा घातांक दूसरे मूल के छोटे घातांक से विभाज्य नहीं है। आइए देखें कि ऐसे मामलों में एक नया वेरिएबल पेश करने के लिए सही अभिव्यक्ति का चयन कैसे करें।

जब मूल अभिव्यक्तियाँ समान होती हैं, और एक मूल k 1 का बड़ा घातांक दूसरे मूल k 2 के छोटे घातांक द्वारा समान रूप से विभाज्य नहीं होता है, तो डिग्री LCM (k 1, k 2) के मूल को एक नए चर के रूप में लिया जा सकता है, जहाँ LCM है। उदाहरण के लिए, एक अपरिमेय समीकरण में, मूलों के घातांक 2 और 3 हैं, तीन दो का गुणज नहीं है, LCM(3, 2)=6, इसलिए नए चर को इस प्रकार प्रस्तुत किया जा सकता है . इसके अलावा, जड़ की परिभाषा, साथ ही जड़ों के गुण, आपको अभिव्यक्ति को स्पष्ट रूप से उजागर करने के लिए मूल समीकरण को बदलने और फिर इसे एक नए चर के साथ बदलने की अनुमति देते हैं। यहाँ एक पूर्ण और है विस्तृत समाधानयह समीकरण.

समान सिद्धांतों के अनुसार, उन मामलों में एक नया चर पेश किया जाता है जहां जड़ों के नीचे के भाव डिग्री में भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, यदि किसी अपरिमेय समीकरण में चर केवल जड़ों के नीचे समाहित है, और जड़ें स्वयं और जैसी दिखती हैं, तो आपको मूल घातांक LCM(3, 4)=12 के लघुत्तम समापवर्त्य की गणना करनी चाहिए और लेना चाहिए। इस मामले में, जड़ों और डिग्री के गुणों के अनुसार, जड़ों को रूपांतरित किया जाना चाहिए और क्रमशः, जो एक नए चर की शुरूआत की अनुमति देगा।

इसी प्रकार, कोई अपरिमेय समीकरणों में कार्य कर सकता है जिसमें परस्पर व्युत्क्रम भिन्न होते हैं और विभिन्न घातांक वाले मूलों के अंतर्गत होते हैं। अर्थात्, एक नए चर के रूप में, रूट संकेतकों के एलसीएम के बराबर संकेतक के साथ एक रूट लेने की सलाह दी जाती है। खैर, फिर एक नए चर के साथ समीकरण पर आगे बढ़ें, जो आपको समानताएं बनाने की अनुमति देता है और , जड़ की परिभाषा, और जड़ों और शक्तियों के गुण। एक उदाहरण पर विचार करें.

अब आइए उन समीकरणों के बारे में बात करते हैं जिनमें एक नए चर को पेश करने की संभावना पर केवल संदेह किया जा सकता है, और जो, एक सफल परिदृश्य में, काफी गंभीर परिवर्तनों के बाद ही खुलता है। उदाहरण के लिए, सबसे स्पष्ट परिवर्तनों की एक श्रृंखला के बाद ही एक अपरिमेय समीकरण फॉर्म में कम हो जाता है, जो प्रतिस्थापन का रास्ता खोलता है . आइए इस उदाहरण के समाधान पर एक नज़र डालें।

अंत में, आइए कुछ विदेशी चीज़ें जोड़ें। कभी-कभी एक अपरिमेय समीकरण को एक से अधिक चर प्रस्तुत करके हल किया जा सकता है। समीकरणों को हल करने का यह दृष्टिकोण पाठ्यपुस्तक में प्रस्तावित है। वहाँ अपरिमेय समीकरण को हल करने के लिए इसमें दो चर पेश करने का प्रस्ताव है . पाठ्यपुस्तक प्रदान करती है संक्षिप्त समाधानआइए विवरण पुनर्स्थापित करें।

गुणनखंडन द्वारा अपरिमेय समीकरणों को हल करना

एक नए चर को प्रस्तुत करने की विधि के अलावा, अन्य सामान्य तरीकों का उपयोग विशेष रूप से अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए किया जाता है। गुणनखंडन विधि. पिछले वाक्य में दर्शाए गए लिंक पर लेख में, इसका विस्तार से विश्लेषण किया गया है कि कारककरण विधि का उपयोग कब किया जाता है, इसका सार क्या है और यह किस पर आधारित है। यहां हमारी रुचि विधि में नहीं, बल्कि अपरिमेय समीकरणों को हल करने में इसके उपयोग में अधिक है। इसलिए, हम सामग्री को इस प्रकार प्रस्तुत करते हैं: हम विधि के मुख्य प्रावधानों को संक्षेप में याद करते हैं, जिसके बाद हम फैक्टरिंग द्वारा विशिष्ट अपरिमेय समीकरणों के समाधानों का विस्तार से विश्लेषण करेंगे।

गुणनखंडन विधि का उपयोग समीकरणों को हल करने के लिए किया जाता है, जिसके बाएँ भाग में एक निश्चित उत्पाद होता है, और दाएँ भाग में शून्य होता है, अर्थात फॉर्म के समीकरणों को हल करने के लिए एफ 1 (एक्स) एफ 2 (एक्स) ... एफ एन (एक्स)=0, जहां f 1 , f 2 , …, f n कुछ फलन हैं। विधि का सार समीकरण को प्रतिस्थापित करना है एफ 1 (एक्स) एफ 2 (एक्स) ... एफ एन (एक्स)=0मूल समीकरण के लिए चर x पर।

सेट में संक्रमण के बारे में अंतिम वाक्य का पहला भाग सुप्रसिद्ध से अनुसरण करता है प्राथमिक स्कूलतथ्य: कई संख्याओं का गुणनफल शून्य के बराबर होता है यदि और केवल तभी जब कम से कम एक संख्या शून्य के बराबर हो। ODZ के बारे में दूसरे भाग की उपस्थिति को इस तथ्य से समझाया गया है कि समीकरण से संक्रमण एफ 1 (एक्स) एफ 2 (एक्स) ... एफ एन (एक्स)=0समीकरणों के सेट के लिए f 1 (x)=0, f 2 (x)=0, …, f n (x)=0असमान हो सकता है और बाहरी जड़ों की उपस्थिति का कारण बन सकता है, जिसे इस मामले में ओडीजेड को ध्यान में रखकर समाप्त किया जा सकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बाहरी जड़ों को छांटना, यदि यह सुविधाजनक है, न केवल ओडीजेड के माध्यम से किया जा सकता है, बल्कि अन्य तरीकों से भी किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, मूल समीकरण में पाए गए जड़ों को प्रतिस्थापित करके जांच करके।

तो समीकरण को हल करने के लिए एफ 1 (एक्स) एफ 2 (एक्स) ... एफ एन (एक्स)=0आपको अपरिमेय सहित गुणनखंड विधि की आवश्यकता है

• समीकरणों के सेट पर जाएँ f 1 (x)=0, f 2 (x)=0, …, f n (x)=0,
• सेट को हल करें,
• यदि समाधान के सेट में कोई समाधान नहीं है, तो निष्कर्ष निकालें कि मूल समीकरण की कोई जड़ें नहीं हैं। यदि जड़ें हैं, तो बाहरी जड़ों को हटा दें।

चलिए व्यावहारिक भाग पर चलते हैं।

गुणनखंड विधि द्वारा हल किए जाने वाले विशिष्ट अपरिमेय समीकरणों के बाएँ हाथ कई बीजगणितीय अभिव्यक्तियों के उत्पाद होते हैं, आमतौर पर रैखिक द्विपद और वर्ग त्रिपद, और उनके नीचे बीजगणितीय अभिव्यक्तियों के साथ कई जड़ें होती हैं। दाहिनी ओर शून्य. ऐसे समीकरण उन्हें हल करने में प्रारंभिक कौशल हासिल करने के लिए आदर्श होते हैं। हम एक समान समीकरण को हल करके शुरुआत करेंगे। ऐसा करते हुए, हम दो लक्ष्य प्राप्त करने का प्रयास करेंगे:

• एक अपरिमेय समीकरण को हल करते समय गुणनखंड विधि एल्गोरिदम के सभी चरणों पर विचार करें,
• बाहरी जड़ों को छांटने के तीन मुख्य तरीकों को याद करें (ODZ के अनुसार, ODZ शर्तों के अनुसार, और समाधानों को सीधे मूल समीकरण में प्रतिस्थापित करके)।

निम्नलिखित अपरिमेय समीकरण इस अर्थ में विशिष्ट है कि जब इसे गुणनखंड विधि द्वारा हल किया जाता है, तो ODZ शर्तों के अनुसार बाहरी जड़ों को छांटना सुविधाजनक होता है, न कि संख्यात्मक सेट के रूप में ODZ के अनुसार, क्योंकि संख्यात्मक कारक के रूप में ODZ प्राप्त करना मुश्किल होता है। कठिनाई इस तथ्य में निहित है कि डीएचएस निर्धारित करने वाली स्थितियों में से एक है अतार्किक असमानता . बाहरी जड़ों को हटाने के लिए निर्दिष्ट दृष्टिकोण इसके समाधान के बिना करना संभव बनाता है, इसके अलावा, कभी-कभी स्कूल पाठ्यक्रमगणितज्ञ आमतौर पर अतार्किक असमानताओं के समाधान से परिचित नहीं होते हैं।

यह अच्छा है जब समीकरण में बायीं ओर गुणनफल हो और दायीं ओर शून्य हो। इस मामले में, आप तुरंत समीकरणों के सेट पर जा सकते हैं, इसे हल कर सकते हैं, मूल समीकरण के लिए अप्रासंगिक जड़ों को ढूंढ और हटा सकते हैं, जो वांछित समाधान देगा। लेकिन अक्सर समीकरण अलग रूप ले लेते हैं. यदि एक ही समय में उन्हें गुणनखंडन विधि को लागू करने के लिए उपयुक्त रूप में बदलना संभव है, तो उचित परिवर्तन करने का प्रयास क्यों न करें। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित अपरिमेय समीकरण के बाईं ओर उत्पाद प्राप्त करने के लिए, वर्गों के अंतर का सहारा लेना पर्याप्त है।

समीकरणों का एक और वर्ग है जिसे आमतौर पर गुणनखंड विधि द्वारा हल किया जाता है। इसमें समीकरण शामिल हैं, जिसके दोनों भाग ऐसे उत्पाद हैं जिनका चर के साथ अभिव्यक्ति के रूप में समान कारक होता है। उदाहरण के लिए, यह अपरिमेय समीकरण है . आप समीकरण के दोनों भागों को एक ही कारक से विभाजित करके जा सकते हैं, लेकिन आपको उन मानों को अलग से जांचना नहीं भूलना चाहिए जो इन अभिव्यक्तियों को शून्य में बदल देते हैं, अन्यथा आप समाधान खो सकते हैं, क्योंकि समीकरण के दोनों भागों को एक ही अभिव्यक्ति से विभाजित करने पर एक गैर-समतुल्य परिवर्तन हो सकता है। गुणनखंड विधि के अनुसार कार्य करना अधिक विश्वसनीय है, इससे आगे सही समाधान के साथ जड़ों के नुकसान से बचना संभव हो जाता है। यह स्पष्ट है कि इसके लिए आपको पहले समीकरण के बाईं ओर उत्पाद प्राप्त करना होगा, और दाईं ओर शून्य प्राप्त करना होगा। यह आसान है: यह अभिव्यक्ति को दाईं ओर से बाईं ओर स्थानांतरित करने, उसके चिह्न को बदलने और सामान्य कारक को कोष्ठक से बाहर निकालने के लिए पर्याप्त है। आइए हम एक समान लेकिन थोड़े अधिक जटिल अपरिमेय समीकरण का संपूर्ण समाधान दिखाएं।

किसी भी समीकरण का समाधान (साथ ही कई अन्य समस्याओं का समाधान) ODZ ढूंढकर शुरू करना उपयोगी है, खासकर यदि ODZ ढूंढना आसान हो। इसके पक्ष में कुछ सबसे स्पष्ट तर्क यहां दिए गए हैं।

तो, समीकरण को हल करने का कार्य प्राप्त करने के बाद, आपको बिना पीछे देखे परिवर्तन-गणना में जल्दबाजी नहीं करनी चाहिए, शायद केवल ओडीजेड को देखें? यह निम्नलिखित अपरिमेय समीकरण द्वारा स्पष्ट रूप से प्रदर्शित किया गया है।

कार्यात्मक-चित्रमय विधि

कार्यात्मक-चित्रमय विधि- यह दूसरा है सामान्य विधिसमीकरण हल करना. किसी भी सामान्य विधि की तरह, यह आपको समीकरणों को हल करने की अनुमति देता है विभिन्न प्रकार, विशेष रूप से, इसका उपयोग अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए किया जा सकता है। यह कार्यात्मक-ग्राफ़िकल पद्धति का अनुप्रयोग है जो वर्तमान लेख के ढांचे में हमें सबसे अधिक रुचिकर बनाता है।

कार्यात्मक-ग्राफ़िकल विधि में समीकरणों को हल करने की प्रक्रिया में फ़ंक्शन, उनके गुण और ग्राफ़ शामिल होते हैं। यह एक बहुत ही शक्तिशाली उपकरण है. और किसी की तरह शक्तिशाली उपकरण, इसका सहारा आमतौर पर तब लिया जाता है जब सरल उपकरण शक्तिहीन होते हैं।

समीकरणों को हल करने के लिए कार्यात्मक-ग्राफ़िकल विधि की तीन मुख्य दिशाएँ हैं:

• पहला फ़ंक्शन ग्राफ़ का उपयोग है। इस दिशा को ग्राफिकल विधि कहा जाता है।
• दूसरा है बढ़ते और घटते कार्यों के गुणों का उपयोग करना।
• तीसरा है प्रतिबंधित कार्यों के गुणों का उपयोग करना। संभवतः मूल्यांकन पद्धति के अंतर्गत, जिसमें हाल तककान से, वे कार्यात्मक-ग्राफिक पद्धति की इस दिशा को ठीक से समझते हैं।

ये तीन दिशाएँ अतार्किक समीकरणों के भारी बहुमत से निपटना संभव बनाती हैं, जिसके लिए कार्यात्मक-ग्राफ़िकल विधि आम तौर पर उपयुक्त होती है। निर्दिष्ट अनुक्रम में - ग्राफ़ का उपयोग, वृद्धि-कमी का उपयोग, बंधे हुए कार्यों के गुणों का उपयोग - हम सबसे विशिष्ट उदाहरणों के समाधान का विश्लेषण करेंगे।

ग्राफ़िक विधि

तो, आइए अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए एक ग्राफिकल विधि से शुरुआत करें।

ग्राफिकल विधि के अनुसार, आपको चाहिए:

• सबसे पहले, एक समन्वय प्रणाली में, हल किए जा रहे समीकरण के बाएँ और दाएँ भागों के अनुरूप फलन f और g के ग्राफ़ बनाएँ,
• दूसरे, उनके अनुसार तुलनात्मक स्थितिसमीकरण की जड़ों के बारे में निष्कर्ष निकालें:
  • यदि फ़ंक्शंस के ग्राफ़ प्रतिच्छेद नहीं करते हैं, तो समीकरण का कोई समाधान नहीं है,
  • यदि फ़ंक्शंस के ग्राफ़ में प्रतिच्छेदन बिंदु हैं, तो समीकरण की जड़ें इन बिंदुओं के भुज हैं।

ODZ के माध्यम से अपरिमेय समीकरणों को हल करना

अक्सर, समीकरणों को हल करने की प्रक्रिया का हिस्सा होता है। ओडीजेड की तलाश के कारण अलग-अलग हो सकते हैं: समीकरण के परिवर्तनों को पूरा करना आवश्यक है, और वे, जैसा कि आप जानते हैं, ओडीजेड पर किए जाते हैं, समाधान की चुनी गई विधि में ओडीजेड ढूंढना, ओडीजेड के अनुसार जांच करना आदि शामिल है। और कुछ मामलों में, ODZ न केवल एक सहायक या नियंत्रण उपकरण के रूप में कार्य करता है, बल्कि आपको समीकरण का समाधान भी प्राप्त करने की अनुमति देता है। यहां हमारे मन में दो स्थितियां हैं: जब ODZ एक खाली सेट है और जब ODZ संख्याओं का एक सीमित सेट है।

यह स्पष्ट है कि यदि किसी समीकरण का ODZ, विशेष रूप से एक अपरिमेय समीकरण, एक खाली सेट है, तो समीकरण का कोई समाधान नहीं है। तो निम्नलिखित अपरिमेय समीकरण के लिए चर x का ODZ एक खाली सेट है, जिसका अर्थ है कि समीकरण का कोई समाधान नहीं है।

जब किसी समीकरण के लिए किसी चर का ODZ संख्याओं का एक सीमित सेट होता है, तो इन संख्याओं को प्रतिस्थापित करके क्रमिक रूप से जांचने पर आप समीकरण का समाधान प्राप्त कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक अपरिमेय समीकरण पर विचार करें, ODZ जिसमें दो संख्याएँ शामिल हैं, और प्रतिस्थापन से पता चलता है कि उनमें से केवल एक ही समीकरण का मूल है, जिससे यह निष्कर्ष निकलता है कि यह मूल समीकरण का एकमात्र समाधान है।

"अंश शून्य के बराबर है" के रूप के अपरिमेय समीकरणों का समाधान

कोई "अंश शून्य के बराबर है" रूप का समीकरण, विशेष रूप से, अपरिमेय, इस समीकरण के लिए चर x के ODZ पर समीकरण f(x)=0 के बराबर है। इस प्रकार के समीकरणों को हल करने के दो दृष्टिकोण इस कथन से अनुसरण करते हैं:

यह स्पष्ट है कि समीकरण को हल करने के लिए पहले दृष्टिकोण का सहारा लेना बेहतर है जब समीकरण f(x)=0 को हल करने की तुलना में ODZ खोजना आसान हो। इस मामले में, ODZ एक खाली सेट हो सकता है या इसमें कई संख्याएँ शामिल हो सकती हैं, इन मामलों में समीकरण f (x) = 0 को हल किए बिना ऐसा करना संभव होगा (देखें)। आइए एक विशिष्ट अपरिमेय समीकरण को हल करें।

जब समीकरण f(x)=0 को हल करना काफी आसान हो तो समीकरण को हल करने के लिए दूसरा ध्वनियुक्त दृष्टिकोण बेहतर होता है। समीकरण f(x)=0 को हल करने के बाद, पाए गए मूलों की जांच करना बाकी है, जो आमतौर पर निम्नलिखित तरीकों में से एक में किया जाता है:

• मूल समीकरण के हर में प्रतिस्थापन के माध्यम से, वे पाए गए मूल जो हर को शून्य में बदल देते हैं या ऐसे व्यंजक में बदल देते हैं जिसका कोई मतलब नहीं है, वे मूल नहीं हैं, और पाए गए मूल जो हर को गैर-शून्य संख्या में बदल देते हैं, वे मूल समीकरण के मूल हैं।
• सीधे ओडीजेड से (जब ओडीजेड काफी आसानी से पाया जाता है, जबकि "अंश बराबर शून्य" के रूप के अपरिमेय समीकरणों को हल करने के लिए पहला और दूसरा दृष्टिकोण व्यावहारिक रूप से समतुल्य है), ओडीजेड से संबंधित पाई गई जड़ें मूल समीकरण की जड़ें हैं, और संबंधित नहीं हैं - नहीं हैं।
• या ODZ की शर्तों के माध्यम से (ODZ को निर्धारित करने वाली शर्तों को लिखना अक्सर आसान होता है, लेकिन संख्यात्मक सेट के रूप में उनमें से ODZ को ढूंढना मुश्किल होता है), पाए गए जड़ों में से जो ODZ की सभी शर्तों को पूरा करते हैं, वे मूल समीकरण की जड़ें हैं, बाकी नहीं हैं।

अपरिमेय समीकरणों को संख्यात्मक समीकरणों में घटाना

मॉड्यूल पर जाएं

यदि एक अपरिमेय समीकरण के रिकॉर्ड में, एक सम डिग्री की जड़ के संकेत के तहत, जड़ के घातांक के बराबर घातांक के साथ कुछ अभिव्यक्ति की डिग्री होती है, तो हम मॉड्यूल में संक्रमण कर सकते हैं। ऐसा परिवर्तन इनमें से किसी एक के कारण होता है, जो सूत्र से मेल खाता है, जहां 2·m एक सम संख्या है, a कोई वास्तविक संख्या है। यह ध्यान देने योग्य है कि यह परिवर्तन समीकरण के परिवर्तन के बराबर है। दरअसल, इस तरह के परिवर्तन के साथ, रूट को एक समान रूप से समान मॉड्यूल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जबकि ओडीजेड नहीं बदलता है।

एक विशिष्ट अपरिमेय समीकरण पर विचार करें, जिसे मापांक पर जाकर हल किया जा सकता है।

क्या संभव होने पर हमेशा मॉड्यूल पर स्विच करना उचित है? अधिकांश मामलों में, ऐसा परिवर्तन उचित है। अपवाद वे मामले हैं जब यह स्पष्ट है कि एक अपरिमेय समीकरण को हल करने के वैकल्पिक तरीकों के लिए अपेक्षाकृत कम श्रम की आवश्यकता होती है। आइए एक अपरिमेय समीकरण लें जिसे मॉड्यूल पर जाकर और कुछ अन्य तरीकों से हल किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, समीकरण के दोनों पक्षों का वर्ग करके या मूल का निर्धारण करके, और देखें कि कौन सा समाधान सबसे सरल और सबसे कॉम्पैक्ट होगा।

हल किए गए उदाहरण में, सबसे बेहतर समाधान मूल को निर्धारित करना है: यह मापांक में संक्रमण के माध्यम से समाधान की तुलना में छोटा और सरल है, और समीकरण के दोनों पक्षों को वर्ग करने की विधि से समाधान है। क्या हम तीनों तरीकों से समीकरण को हल करने से पहले यह जान सकते थे? आइए इसका सामना करें, यह स्पष्ट नहीं था। इसलिए जब कई समाधान विधियां देखी जाती हैं और यह तुरंत स्पष्ट नहीं होता है कि किसे प्राथमिकता दी जाए, तो उनमें से किसी के साथ समाधान प्राप्त करने का प्रयास करना उचित है। अगर यह काम करता है तो अच्छा है. यदि चुनी गई विधि से कोई परिणाम नहीं मिलता है या समाधान बहुत कठिन हो जाता है, तो दूसरी विधि आज़माने लायक है।

इस अनुच्छेद को समाप्त करने के लिए, आइए हम अपरिमेय समीकरण पर वापस लौटें। पिछले पैराग्राफ में, हमने पहले ही इसे हल कर लिया था और देखा था कि मूलांक को अलग करके और समीकरण के दोनों भागों का वर्ग करके इसे हल करने के प्रयास से संख्यात्मक समानता 0=0 हो गई और मूलों के बारे में निष्कर्ष निकालने में असमर्थता हुई। और मूल को निर्धारित करने का निर्णय एक अतार्किक असमानता के समाधान से जुड़ा था, जो अपने आप में काफी कठिन है। अच्छी विधिइस अपरिमेय समीकरण का समाधान मॉड्यूल में संक्रमण है। आइए एक विस्तृत समाधान दें।

अपरिमेय समीकरणों का परिवर्तन

अतार्किक समीकरणों को रूपांतरित किए बिना उन्हें हल करना लगभग कभी भी पूरा नहीं होता है। अपरिमेय समीकरणों का अध्ययन करने के समय तक, हम पहले से ही समीकरणों के समकक्ष परिवर्तनों से परिचित हैं। अपरिमेय समीकरणों को हल करते समय, उनका उपयोग उसी तरह किया जाता है जैसे पहले अध्ययन किए गए प्रकार के समीकरणों को हल करते समय किया जाता है। आपने पिछले पैराग्राफों में अपरिमेय समीकरणों के ऐसे परिवर्तनों के उदाहरण देखे हैं, और, आप सहमत होंगे, वे काफी स्वाभाविक रूप से समझे गए थे, क्योंकि वे हमें अच्छी तरह से ज्ञात हैं। ऊपर, हमने अपने लिए एक नए परिवर्तन के बारे में भी सीखा - समीकरण के दोनों हिस्सों को एक ही शक्ति तक बढ़ाना, जो कि अपरिमेय समीकरणों के लिए विशिष्ट है, सामान्य स्थिति में यह समतुल्य नहीं है। इनके कार्यान्वयन के दौरान उत्पन्न होने वाले सभी सूक्ष्म बिंदुओं को जानने और गलतियों से बचने के लिए इन सभी परिवर्तनों के बारे में विस्तार से बात करना उचित है।

हम निम्नलिखित क्रम में अपरिमेय समीकरणों के परिवर्तनों का विश्लेषण करेंगे:

1. भावों को समान रूप से समान भावों से बदलना जो DPV को नहीं बदलते हैं।
2. किसी समीकरण के दोनों पक्षों में समान संख्या जोड़ना, या समीकरण के दोनों पक्षों से समान संख्या घटाना।
3. उसी अभिव्यक्ति को जोड़ना जो समीकरण के दोनों पक्षों से डीपीवी को नहीं बदलता है, या उसी अभिव्यक्ति को घटाना जो समीकरण के दोनों पक्षों से डीपीवी को नहीं बदलता है।
4. समीकरण के एक भाग से दूसरे भाग में विपरीत चिह्न के साथ पदों का स्थानांतरण।
5. किसी समीकरण के दोनों पक्षों को एक ही गैर-शून्य संख्या से गुणा और विभाजित करना।
6. समीकरण के दोनों भागों को एक ही व्यंजक द्वारा गुणा एवं भाग करने से चर के स्वीकार्य मानों की सीमा नहीं बदलती तथा उस पर लुप्त नहीं होती।
7. समीकरण के दोनों पक्षों को समान घात तक बढ़ाएँ।

तो, प्रश्नों का चक्र रेखांकित किया गया है। आइए उदाहरणों से शुरू करें।

हमारे लिए रुचि का पहला परिवर्तन समीकरण में भावों को समान रूप से समान भावों से बदलना है। हम जानते हैं कि यह समतुल्य है यदि परिवर्तन के परिणामस्वरूप प्राप्त समीकरण के लिए ODZ मूल समीकरण के लिए ODZ के समान है। इससे यह स्पष्ट है कि इस परिवर्तन के दौरान त्रुटियों की घटना के दो मुख्य कारण हैं: पहला ओडीजेड में परिवर्तन है जो परिवर्तन के परिणामस्वरूप होता है, दूसरा एक अभिव्यक्ति का प्रतिस्थापन एक ऐसी अभिव्यक्ति के साथ होता है जो इसके समान नहीं है। आइए हम इस प्रकार के विशिष्ट परिवर्तनों के उदाहरणों पर विचार करते हुए इन पहलुओं का विस्तार से और क्रम से विश्लेषण करें।

सबसे पहले, आइए समीकरणों के विशिष्ट परिवर्तनों पर गौर करें, जिसमें एक अभिव्यक्ति को एक ऐसी अभिव्यक्ति के साथ प्रतिस्थापित करना शामिल है जो उसके समान है, जो हमेशा समतुल्य होती है। यहां प्रासंगिक सूची है.

• शर्तों और कारकों की पुनर्व्यवस्था. यह परिवर्तन अपरिमेय समीकरण के बाएँ और दाएँ दोनों तरफ किया जा सकता है। इसका उपयोग, उदाहरण के लिए, समीकरण के रूप को सरल बनाने के लिए समूह बनाने और फिर समान पदों को छोटा करने के लिए किया जा सकता है। शब्दों या कारकों की अदला-बदली स्पष्ट रूप से समीकरण का एक समतुल्य परिवर्तन है। यह समझ में आता है: मूल अभिव्यक्ति और पुनर्व्यवस्थित शब्दों या कारकों के साथ अभिव्यक्ति समान रूप से बराबर होती है (यदि, निश्चित रूप से, क्रमपरिवर्तन सही ढंग से किया जाता है), और यह स्पष्ट है कि इस तरह के परिवर्तन से ओडीजेड नहीं बदलता है। चलिए एक उदाहरण लेते हैं. उत्पाद x 3 x में अपरिमेय समीकरण के बाईं ओर, आप पहले और दूसरे कारक x और 3 को स्वैप कर सकते हैं, जो भविष्य में आपको मानक रूप में मूल चिह्न के तहत बहुपद का प्रतिनिधित्व करने की अनुमति देगा। और समीकरण के दाईं ओर योग 4 + x + 5 में, आप पदों 4 और x को पुनर्व्यवस्थित कर सकते हैं, जो भविष्य में आपको संख्याओं 4 और 5 को जोड़ने की अनुमति देगा। इन क्रमपरिवर्तनों के बाद, अपरिमेय समीकरण का रूप ले लेगा, परिणामी समीकरण मूल समीकरण के बराबर होगा।
• ब्रैकेट खोलना. समीकरणों के इस परिवर्तन की समानता स्पष्ट है: कोष्ठक के खुलने से पहले और बाद के भाव समान रूप से समान हैं और मान्य मानों की समान सीमा है। उदाहरण के लिए, अपरिमेय समीकरण लें . इसके समाधान के लिए कोष्ठक खोलने की आवश्यकता है। समीकरण के बाईं ओर और साथ ही दाईं ओर के कोष्ठकों को खोलने पर, हम एक समतुल्य समीकरण पर पहुंचते हैं।
• समूहीकरण नियम और/या कारक। किसी समीकरण का यह परिवर्तन, अपने सार में, किसी भी अभिव्यक्ति का प्रतिस्थापन है जो समीकरण का हिस्सा है एक अभिव्यक्ति के साथ जो समूहीकृत शब्दों या कारकों के साथ उसके समान है। जाहिर है, इससे ODZ नहीं बदलता है। इसलिए, समीकरण का संकेतित परिवर्तन समतुल्य है। स्पष्ट करने के लिए, आइए एक अपरिमेय समीकरण लें। पदों का क्रमपरिवर्तन (हमने इसके बारे में ऊपर दो पैराग्राफ में बात की है) और पदों का समूहन हमें एक समतुल्य समीकरण पर जाने की अनुमति देता है। शब्दों के ऐसे समूहन का उद्देश्य स्पष्ट रूप से दिखाई देता है - निम्नलिखित समकक्ष परिवर्तन को अंजाम देना, जो हमें एक नया चर पेश करने की अनुमति देगा।
• सामान्य कारक को ब्रैकेट करना। यह स्पष्ट है कि उभयनिष्ठ गुणनखंड को कोष्ठक में रखने से पहले और उभयनिष्ठ गुणनखंड को कोष्ठक में रखने के बाद के भाव समान रूप से समान हैं। यह भी स्पष्ट है कि सामान्य गुणनखंड को कोष्ठक से बाहर निकालने से ODZ नहीं बदलता है। इसलिए, किसी समीकरण के भाग वाले व्यंजक में कोष्ठक से उभयनिष्ठ गुणनखंड निकालना समीकरण का समतुल्य परिवर्तन है। इस तरह के परिवर्तन का उपयोग, उदाहरण के लिए, किसी समीकरण के बाईं ओर को गुणनखंड विधि द्वारा हल करने के लिए उत्पाद के रूप में दर्शाने के लिए किया जाता है। यहाँ एक विशिष्ट उदाहरण है. एक अपरिमेय समीकरण पर विचार करें. इस समीकरण के बाईं ओर को एक उत्पाद के रूप में दर्शाया जा सकता है, इसके लिए आपको सामान्य कारक को कोष्ठक से बाहर निकालना होगा। इस परिवर्तन के परिणामस्वरूप, एक अपरिमेय समीकरण प्राप्त होगा , मूल के समतुल्य, जिसे गुणनखंड विधि द्वारा हल किया जा सकता है।
• संख्यात्मक अभिव्यक्तियों को उनके मानों से बदलना। यह स्पष्ट है कि यदि समीकरण रिकॉर्ड में कुछ संख्यात्मक अभिव्यक्ति है, और हम इस संख्यात्मक अभिव्यक्ति को इसके मूल्य (सही ढंग से गणना) के साथ प्रतिस्थापित करते हैं, तो ऐसा प्रतिस्थापन समतुल्य होगा। वास्तव में, वास्तव में, अभिव्यक्ति को उसके समान समान अभिव्यक्ति द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, और साथ ही समीकरण का ODZ नहीं बदलता है। तो, अपरिमेय समीकरण में प्रतिस्थापित करना दो संख्याओं -3 और 1 का योग, इस योग के मान से, जो -2 के बराबर है, हमें एक समतुल्य अपरिमेय समीकरण प्राप्त होता है। इसी प्रकार, हम अपरिमेय समीकरण का समतुल्य परिवर्तन कर सकते हैं , मूल चिन्ह (1+2=3 और) के तहत संख्याओं के साथ संचालन करना ), यह परिवर्तन हमें समतुल्य समीकरण की ओर ले जाएगा .
• एकपदी और बहुपद के साथ क्रिया करना जो एक अपरिमेय समीकरण के रिकॉर्ड में हैं। यह स्पष्ट है कि सही निष्पादनइन कार्रवाइयों से एक समतुल्य समीकरण बनेगा। दरअसल, इस मामले में, अभिव्यक्ति को एक ऐसे अभिव्यक्ति से बदल दिया जाएगा जो इसके समान है और डीपीवी नहीं बदलेगा। उदाहरण के लिए, अपरिमेय समीकरण में आप एकपदी x 2 और 3 x 2 जोड़ सकते हैं और समतुल्य समीकरण पर जा सकते हैं . एक अन्य उदाहरण: एक अपरिमेय समीकरण के बाईं ओर बहुपदों का घटाव एक समतुल्य परिवर्तन है जो एक समतुल्य समीकरण की ओर ले जाता है .

हम समीकरणों के परिवर्तनों पर विचार करना जारी रखते हैं, जिसमें व्यंजकों को समान रूप से समान व्यंजकों से प्रतिस्थापित करना शामिल है। ऐसे परिवर्तन असमान भी हो सकते हैं, क्योंकि वे ODZ को बदल सकते हैं। खास तौर पर ओडीजेड का विस्तार हो सकता है. यह समान पदों को जोड़ते समय, भिन्नों को कम करते समय, कई शून्य कारकों वाले उत्पाद को शून्य करते समय या शून्य अंश वाले भिन्न को शून्य करते समय, और अधिकतर तब हो सकता है जब मूलों के गुणों के अनुरूप सूत्रों का उपयोग किया जाता है। वैसे, जड़ों के गुणों का लापरवाही से उपयोग भी ODZ के संकुचन का कारण बन सकता है। और यदि ओडीजेड का विस्तार करने वाले परिवर्तन समीकरणों को हल करते समय स्वीकार्य हैं (वे बाहरी जड़ों की उपस्थिति का कारण बन सकते हैं, जो एक निश्चित तरीके से समाप्त हो जाते हैं), तो ओडीजेड को संकीर्ण करने वाले परिवर्तनों को बिना किसी असफलता के छोड़ दिया जाना चाहिए, क्योंकि वे जड़ों के नुकसान का कारण बन सकते हैं। आइए इन बिंदुओं पर ध्यान दें।

पहला अपरिमेय समीकरण है . इसका समाधान समीकरण के रूप में परिवर्तन से शुरू होता है डिग्री के गुणों में से एक पर आधारित। यह परिवर्तन समतुल्य है, क्योंकि अभिव्यक्ति को एक समान रूप से समान अभिव्यक्ति द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, और DPV नहीं बदलता है। लेकिन समीकरण में अगला परिवर्तन, जड़ की परिभाषा के आधार पर किया गया, पहले से ही समीकरण का एक गैर-समतुल्य परिवर्तन हो सकता है, क्योंकि इस तरह के परिवर्तन के साथ ODZ का विस्तार होता है। आइए हम इस समीकरण का पूरा समाधान दिखाते हैं।

दूसरा अपरिमेय समीकरण, यह स्पष्ट करने के लिए उपयुक्त है कि जड़ों के गुणों और जड़ की परिभाषा का उपयोग करके अपरिमेय समीकरणों के परिवर्तन गैर-समतुल्य हो सकते हैं, है . खैर, अगर आप खुद को इस तरह से निर्णय शुरू करने की अनुमति नहीं देते हैं

या ऐसा

हम पहले मामले से शुरुआत करते हैं। पहला परिवर्तन मूल अपरिमेय समीकरण से संक्रमण है समीकरण के लिए इसमें व्यंजक x+3 को व्यंजक से प्रतिस्थापित करना शामिल है। ये भाव सर्वथा समान हैं। लेकिन इस तरह के प्रतिस्थापन के साथ, ODZ सेट (−∞, −3)∪[−1, +∞) से सेट [−1, +∞) तक सीमित हो जाता है। और हम ओडीजेड को संकीर्ण करने वाले सुधारों से परहेज करने पर सहमत हुए, क्योंकि इससे जड़ें नष्ट हो सकती हैं।

दूसरे मामले में क्या गलत है? से अंतिम परिवर्तन पर ODZ विस्तार संख्या −3 तक ? इतना ही नहीं। बड़ी चिंता का विषय मूल अपरिमेय समीकरण से पहला परिवर्तन है समीकरण के लिए . इस संक्रमण का सार अभिव्यक्ति x + 3 को अभिव्यक्ति द्वारा प्रतिस्थापित करना है। लेकिन ये अभिव्यक्तियाँ समान रूप से समान नहीं हैं: x + 3 के लिए<0 значения этих выражений не совпадают. Действительно, согласно свойству квадратного корня из квадрата , जहां से यह इसका अनुसरण करता है .

तो फिर इस अपरिमेय समीकरण को कैसे हल किया जाए ? यहां तुरंत एक नया वेरिएबल पेश करना सबसे अच्छा है , जबकि (x+3) (x+1)=t 2 . आइए एक विस्तृत समाधान दें।

आइए हम समीकरणों के पहले विचारित परिवर्तनों को संक्षेप में प्रस्तुत करें - एक अभिव्यक्ति का प्रतिस्थापन जो समीकरण का हिस्सा है उस अभिव्यक्ति के साथ जो उसके समान रूप से बराबर है। हर बार जब इसे किया जाता है, तो दो शर्तें पूरी होनी चाहिए: पहली यह कि अभिव्यक्ति को बिल्कुल समान रूप से समान अभिव्यक्ति द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, और दूसरी यह कि ओडीजेड का संकुचन नहीं होता है। यदि, ऐसे प्रतिस्थापन के साथ, ODZ नहीं बदलता है, तो परिवर्तन के परिणामस्वरूप, एक समतुल्य समीकरण प्राप्त होगा। यदि इस तरह के प्रतिस्थापन के साथ ओडीजेड का विस्तार होता है, तो बाहरी जड़ें दिखाई दे सकती हैं, और उन्हें हटाने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए।

हम सूची के दूसरे परिवर्तन की ओर मुड़ते हैं - समीकरण के दोनों पक्षों में समान संख्या जोड़ना और समीकरण के दोनों पक्षों से समान संख्या घटाना। यह समीकरण का समतुल्य परिवर्तन है. आमतौर पर हम इसका सहारा तब लेते हैं जब समीकरण के बायीं और दायीं ओर समान संख्याएँ होती हैं, समीकरण के दोनों ओर से इन संख्याओं को घटाने से हमें भविष्य में उनसे छुटकारा मिल जाता है। उदाहरण के लिए, अपरिमेय समीकरण के बाएँ और दाएँ दोनों पक्षों पर एक पद 3 है. समीकरण के दोनों ओर से त्रिक घटाने पर समीकरण बनता है, जो संख्याओं के साथ जोड़-तोड़ करने के बाद यह रूप लेता है और इसे और भी सरल बनाता है। परिणाम के अनुसार, विचाराधीन परिवर्तन में किसी पद के समीकरण के एक भाग से दूसरे भाग में विपरीत चिह्न के साथ स्थानांतरण के साथ कुछ समानता है, लेकिन इस परिवर्तन के बारे में थोड़ी देर बाद। इस परिवर्तन को लागू करने के अन्य उदाहरण भी हैं। उदाहरण के लिए, एक अपरिमेय समीकरण में, समीकरण के बाईं ओर एक पूर्ण वर्ग को व्यवस्थित करने और एक नया चर पेश करने के लिए समीकरण को रूप में बदलने के लिए दोनों पक्षों में संख्या 3 जोड़ना आवश्यक है।

अभी विचार किए गए परिवर्तन का एक सामान्यीकरण समीकरण के दोनों हिस्सों को जोड़ना या एक ही अभिव्यक्ति के समीकरण के दोनों हिस्सों से घटाव है। जब ODZ नहीं बदलता है तो समीकरणों का यह परिवर्तन समतुल्य होता है। यह परिवर्तन मुख्य रूप से उन्हीं पदों से छुटकारा पाने के लिए किया जाता है जो समीकरण के बायीं और दायीं ओर एक साथ होते हैं। चलिए एक उदाहरण लेते हैं. मान लीजिए हमारे पास एक अपरिमेय समीकरण है। जाहिर है, समीकरण के बाएँ और दाएँ दोनों पक्षों में एक पद है। इस अभिव्यक्ति को समीकरण के दोनों पक्षों से घटाना उचित है:। हमारे मामले में, ऐसे संक्रमण के दौरान, ODZ नहीं बदलता है, इसलिए किया गया परिवर्तन समतुल्य है। और यह एक सरल अपरिमेय समीकरण पर आगे बढ़ने के लिए किया जाता है।

समीकरणों का अगला परिवर्तन, जिस पर हम इस अनुच्छेद में चर्चा करेंगे, वह है समीकरण के एक भाग से दूसरे भाग में विपरीत चिह्न के साथ पदों का स्थानांतरण। समीकरण का यह परिवर्तन सदैव समतुल्य होता है। इसके अनुप्रयोग का दायरा काफी व्यापक है। उदाहरण के लिए, इसकी मदद से, मूलांक को अलग किया जा सकता है या समीकरण के एक हिस्से में समान शब्दों को इकट्ठा किया जा सकता है, ताकि बाद में उन्हें कम किया जा सके और इस तरह समीकरण के रूप को सरल बनाया जा सके। चलिए एक उदाहरण लेते हैं. एक अपरिमेय समीकरण को हल करने के लिए पदों -1 को उनके चिह्न को बदलकर दाईं ओर स्थानांतरित करना संभव है, इससे एक समतुल्य समीकरण प्राप्त होगा , जिसे आगे हल किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, समीकरण के दोनों पक्षों का वर्ग करके।

हम शून्य के अलावा एक ही संख्या से समीकरण के दोनों भागों के गुणन या विभाजन के समीकरणों के परिवर्तनों पर विचार करने के पथ पर आगे बढ़ते हैं। यह परिवर्तन समीकरण का समतुल्य परिवर्तन है। किसी समीकरण के दोनों पक्षों को एक ही संख्या से गुणा करने का उपयोग मुख्य रूप से भिन्न से पूर्णांक तक जाने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक अपरिमेय समीकरण में भिन्नों से छुटकारा पाने के लिए उसके दोनों भागों को 8 से गुणा करें, जिससे एक समतुल्य समीकरण प्राप्त होता है , जिसे आगे इस रूप में संक्षिप्त किया गया है . समीकरण के दोनों भागों का विभाजन मुख्यतः संख्यात्मक गुणांकों को कम करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, अपरिमेय समीकरण के दोनों पक्ष संख्यात्मक गुणांक 18 और 12 से विभाजित करने की सलाह दी जाती है, अर्थात 6 से, ऐसा विभाजन एक समतुल्य समीकरण देता है , जिससे हम बाद में समीकरण पर जा सकते हैं , जिसमें छोटे, लेकिन पूर्णांक गुणांक भी हैं।

समीकरण का अगला परिवर्तन समीकरण के दोनों पक्षों का एक ही व्यंजक द्वारा गुणा और भाग करना है। यह परिवर्तन समतुल्य है जब वह अभिव्यक्ति जिसके द्वारा गुणा या भाग किया जाता है, चर के स्वीकार्य मूल्यों की सीमा को नहीं बदलता है और उस पर गायब नहीं होता है। आमतौर पर, उद्देश्यों के अनुसार, दोनों पक्षों को एक ही अभिव्यक्ति से गुणा करना, किसी समीकरण के दोनों पक्षों को एक ही संख्या से गुणा करने जैसा होता है। बहुधा, आगे के परिवर्तनों द्वारा भिन्नों से छुटकारा पाने के लिए इस परिवर्तन का सहारा लिया जाता है। आइए इसे एक उदाहरण से दिखाते हैं.

हम अपरिमेय समीकरणों को नज़रअंदाज़ नहीं करेंगे, जिनके समाधान के लिए समीकरण के दोनों भागों को एक ही व्यंजक से विभाजित करने का सहारा लेना पड़ता है। थोड़ा ऊपर, हमने देखा कि ऐसा विभाजन एक समतुल्य परिवर्तन है यदि यह ओडीजेड को प्रभावित नहीं करता है और ओडीजेड पर यह अभिव्यक्ति गायब नहीं होती है। लेकिन कभी-कभी विभाजन को एक अभिव्यक्ति पर किया जाना पड़ता है जो ओडीजेड पर गायब हो जाता है। ऐसा करना काफी संभव है यदि, साथ ही, इस अभिव्यक्ति के शून्यों को यह देखने के लिए अलग से जांचा जाए कि क्या उनके बीच हल किए जा रहे समीकरण की कोई जड़ें हैं, अन्यथा ऐसे विभाजन के दौरान ये जड़ें खो सकती हैं।

अपरिमेय समीकरणों का अंतिम परिवर्तन, जिस पर हम इस खंड में बात करेंगे, समीकरण के दोनों पक्षों को एक ही घात तक बढ़ाना है। इस परिवर्तन को अपरिमेय समीकरणों के लिए विशिष्ट कहा जा सकता है, क्योंकि इसका व्यावहारिक रूप से अन्य प्रकार के समीकरणों को हल करने में उपयोग नहीं किया जाता है। जब हमने विश्लेषण किया तो हमने वर्तमान लेख में पहले ही इस परिवर्तन का उल्लेख किया था। इस बदलाव के कई उदाहरण भी हैं. हम यहां खुद को नहीं दोहराएंगे, बल्कि केवल यह याद रखेंगे कि सामान्य स्थिति में यह परिवर्तन समतुल्य नहीं है। इससे बाहरी जड़ों की उपस्थिति हो सकती है। इसलिए, यदि समाधान की प्रक्रिया में हमने इस परिवर्तन की ओर रुख किया, तो पाई गई जड़ों की उनके बीच बाहरी जड़ों की उपस्थिति के लिए जाँच की जानी चाहिए।

जड़ें खोने के बारे में

किसी समीकरण को हल करते समय जड़ों के नष्ट होने का क्या कारण हो सकता है? जड़ों के नष्ट होने का मुख्य कारण समीकरण का परिवर्तन है, जिसमें ODZ संकीर्ण हो जाता है। इस बात को समझने के लिए एक उदाहरण लेते हैं.

आइए एक अपरिमेय समीकरण लें , जिसे हम वर्तमान लेख में पहले ही हल कर चुके हैं। हमने समीकरण के निम्नलिखित परिवर्तनों के प्रति चेतावनी देकर इसे हल करना शुरू किया

पहला परिवर्तन समीकरण से संक्रमण है समीकरण के लिए - ODZ को संकीर्ण करता है। दरअसल, मूल समीकरण के लिए ODZ (−∞, −3)∪[−1, +∞) है, और परिणामी समीकरण के लिए यह [−1, +∞) है। इसमें विचार से अंतराल (−∞, −3) का नुकसान होता है और, परिणामस्वरूप, इस अंतराल से समीकरण की सभी जड़ों का नुकसान होता है। हमारे मामले में, संकेतित परिवर्तन करते समय, समीकरण की सभी जड़ें, जो दो और हैं, खो जाएंगी।

इसलिए, यदि समीकरण के परिवर्तन से ODZ में संकुचन होता है, तो समीकरण की सभी जड़ें जो उस भाग में हैं, जिस पर संकुचन हुआ है, नष्ट हो जाएंगी। इसीलिए हम आग्रह करते हैं कि डीएचएस को संकीर्ण करने वाले सुधारों का सहारा न लें। हालाँकि, एक चेतावनी है।

यह आरक्षण उन परिवर्तनों पर लागू होता है जिनमें ODZ एक या अधिक संख्याओं से संकुचित हो जाता है। सबसे विशिष्ट परिवर्तन, जिसमें कई अलग-अलग संख्याएँ ODZ से बाहर हो जाती हैं, समीकरण के दोनों भागों का एक ही अभिव्यक्ति में विभाजन है। यह स्पष्ट है कि इस तरह के परिवर्तन को अंजाम देते समय, केवल वे जड़ें जो संख्याओं के इस सीमित सेट के बीच होती हैं, जो ओडीजेड को कम करने पर गिर जाती हैं, खो सकती हैं। इसलिए, यदि इस सेट की सभी संख्याओं को यह देखने के लिए अलग से जांचा जाता है कि क्या उनके बीच हल किए जा रहे समीकरण की जड़ें हैं, उदाहरण के लिए, प्रतिस्थापन द्वारा, और पाए गए जड़ों को उत्तर में शामिल किया गया है, तो इच्छित परिवर्तन को जड़ों को खोने के डर के बिना आगे बढ़ाया जा सकता है। आइए उपरोक्त को एक उदाहरण से स्पष्ट करें।

अपरिमेय समीकरण पर विचार करें, जिसे पिछले पैराग्राफ में पहले ही हल किया जा चुका है। एक नया चर प्रस्तुत करके इस समीकरण को हल करने के लिए, पहले समीकरण के दोनों पक्षों को 1+x से विभाजित करना उपयोगी होता है। इस तरह के विभाजन से संख्या -1 ODZ से बाहर हो जाती है। इस मान को मूल समीकरण में प्रतिस्थापित करने से एक गलत संख्यात्मक समानता () मिलती है, जिसका अर्थ है कि -1 समीकरण का मूल नहीं है। इस तरह की जाँच के बाद, आप जड़ खोने के डर के बिना सुरक्षित रूप से इच्छित विभाजन को अंजाम दे सकते हैं।

इस पैराग्राफ के निष्कर्ष में, हम ध्यान देते हैं कि अक्सर अपरिमेय समीकरणों को हल करते समय, समीकरण के दोनों हिस्सों को एक ही अभिव्यक्ति द्वारा विभाजित करने के साथ-साथ जड़ों के गुणों के आधार पर परिवर्तनों से ओडीजेड में कमी आती है। इसलिए आपको ऐसे परिवर्तन करते समय बहुत सावधान रहने की आवश्यकता है और जड़ों को नष्ट न होने दें।

बाहरी जड़ों और उन्हें उखाड़ने के तरीकों के बारे में

अधिकांश समीकरणों का समाधान समीकरणों के परिवर्तन के माध्यम से किया जाता है। कुछ परिवर्तनों से परिणामी समीकरण बन सकते हैं, और परिणामी समीकरण के समाधानों में ऐसे मूल भी हो सकते हैं जो मूल समीकरण से अप्रासंगिक हों। बाह्य मूल मूल समीकरण के मूल नहीं हैं, इसलिए उन्हें उत्तर में शामिल नहीं किया जाना चाहिए। दूसरे शब्दों में, उन्हें ख़त्म किया जाना चाहिए।

इसलिए, यदि हल किए जा रहे समीकरण के परिवर्तनों की श्रृंखला में कम से कम एक परिणामी समीकरण है, तो आपको बाहरी जड़ों का पता लगाने और उन्हें अलग करने का ध्यान रखना होगा।

बाहरी जड़ों का पता लगाने और उन्हें हटाने के तरीके उन कारणों पर निर्भर करते हैं जो उनकी संभावित उपस्थिति का कारण बनते हैं। और अपरिमेय समीकरणों को हल करते समय बाहरी जड़ों की संभावित उपस्थिति के दो कारण हैं: पहला समीकरण के परिवर्तन के परिणामस्वरूप ओडीजेड का विस्तार है, दूसरा समीकरण के दोनों हिस्सों को एक समान शक्ति तक बढ़ाना है। आइए प्रासंगिक तरीकों पर एक नज़र डालें।

आइए बाहरी जड़ों को अलग करने के तरीकों से शुरू करें, जब उनकी संभावित उपस्थिति का एकमात्र कारण ओडीजेड का विस्तार है। इस मामले में, बाहरी जड़ों की निराई निम्नलिखित तीन तरीकों में से एक में की जाती है:

• ओडीजेड के अनुसार. ऐसा करने के लिए, मूल समीकरण के लिए चर का ODZ पाया जाता है और उसमें पाए गए मूलों की संबद्धता की जाँच की जाती है। जो जड़ें ODZ से संबंधित हैं वे मूल समीकरण की जड़ें हैं, और जो जड़ें ODZ से संबंधित नहीं हैं वे मूल समीकरण के लिए बाहरी जड़ें हैं।
• ODZ की शर्तों के माध्यम से. मूल समीकरण के लिए चर के ODV को निर्धारित करने वाली स्थितियाँ लिखी जाती हैं, और पाए गए मूलों को बदले में उनमें प्रतिस्थापित किया जाता है। वे जड़ें जो सभी शर्तों को पूरा करती हैं वे जड़ें हैं, और जो जड़ें कम से कम एक शर्त को संतुष्ट नहीं करती हैं वे मूल समीकरण के लिए बाहरी जड़ें हैं।
• मूल समीकरण में (या उसके समतुल्य किसी समीकरण में) प्रतिस्थापन के माध्यम से। पाए गए मूलों को मूल समीकरण में बदले में प्रतिस्थापित किया जाता है, उनमें से वे, जिन्हें प्रतिस्थापित करने पर समीकरण सही संख्यात्मक समानता में बदल जाता है, मूल होते हैं, और उनमें से वे, जिन्हें प्रतिस्थापित करने पर एक अभिव्यक्ति जिसका कोई अर्थ नहीं होता है, मूल समीकरण के लिए बाहरी मूल होते हैं।

निम्नलिखित अपरिमेय समीकरण को हल करते समय, आइए उनमें से प्रत्येक के बारे में एक सामान्य विचार प्राप्त करने के लिए प्रत्येक संकेतित तरीके से बाहरी जड़ों को हटा दें।

यह स्पष्ट है कि हम हर बार सभी ज्ञात तरीकों से बाहरी जड़ों की पहचान नहीं कर पाएंगे और उन्हें हटा नहीं पाएंगे। बाहरी जड़ों को फ़िल्टर करने के लिए, हम प्रत्येक मामले में सबसे उपयुक्त विधि चुनेंगे। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित उदाहरण में, ओडीजेड की शर्तों के माध्यम से बाहरी जड़ों को फ़िल्टर करना सबसे सुविधाजनक है, क्योंकि इन शर्तों के तहत संख्यात्मक सेट के रूप में ओडीजेड को ढूंढना मुश्किल है।

अब आइए बाहरी जड़ों की स्क्रीनिंग के बारे में बात करें, जब एक अपरिमेय समीकरण का समाधान समीकरण के दोनों हिस्सों को एक समान घात तक बढ़ाकर किया जाता है। यहां, ओडीजेड के माध्यम से या ओडीजेड की शर्तों के माध्यम से स्क्रीनिंग से अब मदद नहीं मिलेगी, क्योंकि यह हमें किसी अन्य कारण से उत्पन्न होने वाली बाहरी जड़ों को हटाने की अनुमति नहीं देगा - समीकरण के दोनों हिस्सों को समान शक्ति तक बढ़ाने के कारण। जब किसी समीकरण के दोनों पक्षों को समान घात तक बढ़ाया जाता है तो बाहरी जड़ें क्यों दिखाई देती हैं? इस मामले में बाहरी जड़ों की उपस्थिति इस तथ्य से उत्पन्न होती है कि गलत संख्यात्मक समानता के दोनों हिस्सों को समान शक्ति तक बढ़ाने से सही संख्यात्मक समानता मिल सकती है। उदाहरण के लिए, गलत संख्यात्मक समानता 3=−3, इसके दोनों पक्षों का वर्ग करने के बाद, सही संख्यात्मक समानता 3 2 =(−3) 2 बन जाती है, जो 9=9 के समान है।

जब समीकरण के दोनों भागों को एक ही डिग्री तक बढ़ा दिया जाता है तो बाहरी जड़ों के प्रकट होने के कारणों को सुलझा लिया गया है। यह इंगित करना बाकी है कि इस मामले में बाहरी जड़ों को कैसे समाप्त किया जाता है। स्क्रीनिंग मुख्य रूप से पाए गए संभावित जड़ों को मूल समीकरण या उसके समकक्ष किसी समीकरण में प्रतिस्थापित करके की जाती है। आइए इसे एक उदाहरण से प्रदर्शित करें।

लेकिन यह एक और तरीका ध्यान में रखने लायक है जो आपको उन मामलों में बाहरी जड़ों को हटाने की अनुमति देता है जहां एक अकेले कट्टरपंथी के साथ एक अपरिमेय समीकरण के दोनों हिस्सों को समान शक्ति तक बढ़ाया जाता है। अपरिमेय समीकरणों को हल करते समय , जहां 2·k एक सम संख्या है, समीकरण के दोनों हिस्सों को एक ही शक्ति तक बढ़ाकर, बाहरी जड़ों को बाहर निकालने की स्थिति g(x)≥0 के माध्यम से की जा सकती है (अर्थात, वास्तव में, मूल का निर्धारण करके एक अपरिमेय समीकरण को हल करना)। यह विधि अक्सर तब बचाव में आती है जब प्रतिस्थापन के माध्यम से बाहरी जड़ों को छांटना जटिल गणनाओं से जुड़ा होता है। निम्नलिखित उदाहरण जो कहा गया है उसका एक अच्छा उदाहरण है।

साहित्य

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