9.9: حل المتباينات التربيعية
في نهاية هذا القسم، ستكون قادرًا على:
- حل عدم المساواة التربيعية بيانيًا
- حل المتباينات التربيعية جبريًّا
قبل البدء، قم بإجراء اختبار الاستعداد هذا.
- حل:2x−3=0.
إذا فاتتك هذه المشكلة، راجع مثال 2.2. - حل:2y2+y=15.
إذا فاتتك هذه المشكلة، راجع المثال 6.45. - حل1x2+2x−8>0
إذا فاتتك هذه المشكلة، راجع المثال 7.56.
لقد تعلمنا كيفية حل عدم المساواة الخطية وعدم المساواة العقلانية سابقًا. كانت بعض التقنيات التي استخدمناها لحلها هي نفسها وبعضها كان مختلفًا. سنتعلم الآن حل المتباينات التي لها تعبير تربيعي. سوف نستخدم بعض التقنيات من حل عدم المساواة الخطية والعقلانية وكذلك المعادلات التربيعية. سنحل المتباينات التربيعية بطريقتين - بيانيًا وجبريًا.
حل المتباينات التربيعية بطريقة
تكون المعادلة التربيعية في الصورة القياسية عند كتابتها كـax2+bx+c=0. إذا استبدلنا علامة المساواة بعلامة عدم المساواة، فسيكون لدينا عدم مساواة تربيعية في الشكل القياسي.
عدم المساواة التربيعية هي عدم مساواة تحتوي على تعبير تربيعي. يتم كتابة الشكل القياسي لعدم المساواة التربيعية:
ax2+bx+c<0ax2+bx+c≤0ax2+bx+c>0ax2+bx+c≥0
الرسم البياني للدالة التربيعيةf(x)=ax2+bx+c=0 هو المكافئ. عندما نسأل متى يكونax2+bx+c<0، فإننا نسأل متى يكونf(x)<0. نريد أن نعرف متى يكون المكافئ أسفلx المحور -.
عندما نسأل متى يكونax2+bx+c>0، فإننا نسأل متى يكونf(x)>0. نريد أن نعرف متى يكون المكافئ فوقy المحور -.

حلx2−6x+8<0 بيانيًا. اكتب الحل بالتدوين الفاصل الزمني.
الحل:
الخطوة 1: اكتب عدم المساواة التربيعية في النموذج القياسي.
عدم المساواة في الشكل القياسي.
x2−6x+8<0
الخطوة 2: رسم بياني للدالةf(x)=ax2+bx+c باستخدام الخصائص أو التحويلات.
سنقوم بالرسم البياني باستخدام الخصائص.
f(x)=x2−6x+8
انظرa إلى المعادلة.
a=1,b=−6,c=8
f(x)=x2−6x+8
نظرًاa لأنه إيجابي، فإن القطع المكافئ يفتح لأعلى.
يفتح القطع المكافئ لأعلى.
.png)
f(x)=x2−6x+8
محور التماثل هو الخطx=−b2a.
محور التماثل
x=−b2a
x=−(−6)2⋅1x=3
محور التماثل هو الخطx=3.
تقع قمة الرأس على محور التماثل. x=3استبدل الوظيفة.
فيرتكس
f(x)=x2−6x+8f(3)=(3)2−6(3)+8f(3)=−1
قمة الرأس هي(3,−1).
نحن نجدf(0)
y-اعتراض
f(x)=x2−6x+8f(0)=(0)2−6(0)+8f(0)=8
yالاعتراض الإلكتروني هو(0.8).
نستخدم محور التماثل لإيجاد نقطة متماثلة للجزءy المقطوع. yالتقاطع -هو3 الوحدات اليسرى من محور التماثل،x=3. 3تحتوي الوحدات النقطية الموجودة على يمين محور التماثل علىx=6.
نقطة متماثلة إلىy نقطة التقاطع
النقطة هي(6,8).
نحن نحلf(x)=0.
x- عمليات الاعتراض
يمكننا حل هذه المعادلة التربيعية عن طريق التحليل.
f(x)=x2−6x+80=x2−6x+80=(x−2)(x−4)x=2 or x=4
xعمليات الاعتراض - هي(2,0) و(4,0).
نحن نرسم قمة الرأس والاعتراض والنقطة المتماثلة للنقطةy الفاصلة. نقوم بتوصيل هذه5 النقاط لرسم القطع المكافئ.
.png)
الخطوة 3: حدد الحل من الرسم البياني.
x2−6x+8<0
يطلب عدم المساواة القيمx التي تجعل الدالة أقل من0. ما القيم التيx تجعل القطع المكافئ أسفلx المحور -.
نحن لا ندرج القيم2،4 لأن عدم المساواة أقل من فقط.
الحل، في الترميز الفاصل الزمني، هو(2,4).
- حلx2+2x−8<0 بيانيًا
- اكتب الحل بالتدوين الفاصل الزمني
- إجابة
-
الشكل 9.8.4- (−4,2)
- حلx2−8x+12≥0 بيانيًا
- اكتب الحل بالتدوين الفاصل الزمني
- إجابة
-
الشكل 9.8.5- (−∞,2]∪[6,∞)
نسرد الخطوات التي يجب اتخاذها لحل عدم المساواة التربيعية بيانيًا.
حل عدم المساواة التربيعية بيانيًّا
- اكتب عدم المساواة التربيعية في الصورة القياسية.
- رسم بياني للدالةf(x)=ax2+bx+c.
- حدد الحل من الرسم البياني.
في المثال الأخير، تم فتح القطع المكافئ لأعلى وفي المثال التالي، يفتح لأسفل. في كلتا الحالتين، نبحث عن جزء القطع المكافئ الموجود أسفلx المحور -ولكن نلاحظ كيف يؤثر موضع القطع المكافئ على المحلول.
حل−x2−8x−12≤0 بيانيًا. اكتب الحل بالتدوين الفاصل الزمني.
الحل:
عدم المساواة التربيعية في الشكل القياسي. | −x2−8x−12≤0 |
رسم بياني للدالة f(x)=−x2−8x−12 |
يفتح القطع المكافئ لأسفل. ![]() |
أوجد خط التماثل. | x=−b2ax=−−82(−1)x=−4 |
ابحث عن قمة الرأس. |
f(x)=−x2−8x−12f(−4)=−(−4)2−8(−4)−12f(−4)=−16+32−12f(−4)=4 فيرتكس(−4,4) |
ابحث عنx -Intercepts. دعوناf(x)=0. | f(x)=−x2−8x−120=−x2−8x−12 |
العامل: استخدم خاصية المنتج الصفري. | 0=−1(x+6)(x+2)x=−6x=−2 |
رسم بياني القطع المكافئ. |
x- عمليات الاعتراض(−6,0),(−2.0) ![]() |
حدد الحل من الرسم البياني. نقوم بتضمينx -intercepts لأن عدم المساواة «أقل من أو يساوي». | (−∞,−6]∪[−2,∞) |
- حل−x2−6x−5>0 بيانيًا
- اكتب الحل بالتدوين الفاصل الزمني
- إجابة
-
الشكل 9.8.8- (−5,−1)
- حل−x2+10x−16≤0 بيانيًا
- اكتب الحل بالتدوين الفاصل الزمني
- إجابة
-
الشكل 9.8.9- (−∞,2]∪[8,∞)
حل المتباينات التربيعية جبريًّا
الطريقة الجبرية التي سنستخدمها تشبه إلى حد كبير الطريقة التي استخدمناها لحل عدم المساواة العقلانية. سنجد النقاط الحرجة لعدم المساواة، والتي ستكون الحلول للمعادلة التربيعية ذات الصلة. تذكر أن التعبير متعدد الحدود يمكنه تغيير العلامات فقط عندما يكون التعبير صفرًا.
سنستخدم النقاط الحرجة لتقسيم خط الأعداد إلى فترات ثم نحدد ما إذا كان التعبير التربيعي سيكون موجبًا أم سالبًا في الفاصل الزمني. ثم نحدد الحل لعدم المساواة.
حلx2−x−12≥0 جبريًا. اكتب الحل بالتدوين الفاصل الزمني.
الحل:
الخطوة 1: اكتب عدم المساواة التربيعية في النموذج القياسي. | عدم المساواة في الشكل القياسي. | x2−x−12≥0 |
الخطوة 2: تحديد النقاط الحرجة - حلول المعادلة التربيعية ذات الصلة. | قم بتغيير علامة عدم المساواة إلى علامة المساواة ثم حل المعادلة. | x2−x−12=0(x+3)(x−4)=0x+3=0x−4=0x=−3x=4 |
الخطوة 3: استخدم النقاط الحرجة لتقسيم خط الأرقام إلى فترات. | استخدم−3 خط الأرقام وقسمه4 إلى فترات. | ![]() |
الخطوة 4: فوق خط الأرقام تظهر علامة كل تعبير تربيعي باستخدام نقاط الاختبار من كل فاصل زمني مستبدل من عدم المساواة الأصلية. |
الاختبار: x=−5 x=0 x=5 |
x2−x−12x2−x−12x2−x−12(−5)2−(−5)−1202−0−1252−5−1218−128 ![]() |
الخطوة 5: تحديد الفواصل الزمنية التي يكون فيها عدم المساواة صحيحًا. اكتب الحل بالتدوين الفاصل الزمني. |
x2−x−12≥0 يكون عدم المساواة إيجابيًا في الفترتين الأولى والأخيرة ويساوي0 عند النقاط−4,3. |
الحل، في الترميز الفاصل الزمني، هو(−∞,−3]∪[4,∞). |
حلx2+2x−8≥0 جبريًا. اكتب الحل بالتدوين الفاصل الزمني.
- إجابة
-
(−∞,−4]∪[2,∞)
حلx2−2x−15≤0 جبريًا. اكتب الحل بالتدوين الفاصل الزمني.
- إجابة
-
[−3,5]
في هذا المثال، نظرًا لأنx2−x−12 عوامل التعبير جيدة، يمكننا أيضًا العثور على العلامة في كل فاصل زمني مثلما فعلنا عندما قمنا بحل عدم المساواة العقلانية. نجد علامة كل عامل من العوامل، ثم علامة المنتج. سيكون خط الأرقام الخاص بنا مثل هذا:

النتيجة هي نفسها التي وجدناها باستخدام الطريقة الأخرى.
نحن نلخص الخطوات هنا.
حل المتباينات التربيعية جبريًّا
- اكتب عدم المساواة التربيعية في الصورة القياسية.
- حدد النقاط الحرجة - حلول المعادلة التربيعية ذات الصلة.
- استخدم النقاط الحرجة لتقسيم خط الأرقام إلى فترات.
- تظهر فوق خط الأعداد علامة كل تعبير تربيعي باستخدام نقاط الاختبار من كل فاصل زمني يتم استبداله في عدم المساواة الأصلية.
- حدد الفترات التي يكون فيها عدم المساواة صحيحًا. اكتب الحل بالتدوين الفاصل الزمني.
حلx2+6x−7≥0 جبريًا. اكتب الحل بالتدوين الفاصل الزمني.
الحل:
اكتب عدم المساواة التربيعية في الصورة القياسية. | −x2+6x−7≥0 |
اضرب كلا جانبي عدم المساواة في−1. تذكر عكس علامة عدم المساواة. | x2−6x+7≤0 |
أوجد النقاط الحرجة عن طريق حل المعادلة التربيعية ذات الصلة. | x2−6x+7=0 |
اكتب الصيغة التربيعية. | x=−b±√b2−4ac2a |
ثم استبدل قيمa,b,c. | x=−(−6)±√(−6)2−4⋅1⋅(7)2⋅1 |
قم بالتبسيط. | x=6±√82 |
قم بتبسيط الراديكالية. | x=6±2√22 |
قم بإزالة العامل المشترك،2. | x=2(3±√2)2x=3±√2x=3+√2x=3−√2x≈1.6x≈4.4 |
استخدم النقاط الحرجة لتقسيم خط الأرقام إلى فترات. أرقام الاختبار من كل فاصل زمني في عدم المساواة الأصلية. | ![]() |
حدد الفترات التي يكون فيها عدم المساواة صحيحًا. اكتب الحل بالتدوين الفاصل الزمني. | −x2+6x−7≥0في الفترة المتوسطة[3−√2,3+√2] |
حل−x2+2x+1≥0 جبريًا. اكتب الحل بالتدوين الفاصل الزمني.
- إجابة
-
[−1−√2,−1+√2]
حل−x2+8x−14<0 جبريًا. اكتب الحل بالتدوين الفاصل الزمني.
- إجابة
-
(−∞,4−√2)∪(4+√2,∞)
كانت حلول عدم المساواة التربيعية في كل من الأمثلة السابقة إما عبارة عن فاصل زمني أو اتحاد بين فترتين. نتج هذا عن حقيقة أننا وجدنا في كل حالة حلين للمعادلة التربيعية المقابلةax2+bx+c=0. ثم أعطانا هذان الحلان إما القطعتينx المتقاطعتين للرسم البياني أو النقطتين الحرجتين لتقسيم خط الأعداد إلى فواصل زمنية.
يرتبط هذا بمناقشتنا السابقة لعدد ونوع الحلول للمعادلة التربيعية باستخدام التمييز.
للمعادلة التربيعية للنموذجax2+bc+c=0,a≠0.

يوضح لنا الصف الأخير من الجدول عندما لا تتقاطع البارابولاس أبدًا معx المحور -. باستخدام الصيغة التربيعية لحل المعادلة التربيعية، يكون الجذر سالبًا. نحصل على حلين معقدين.
في المثال التالي، ستنتج حلول عدم المساواة التربيعية عن حل المعادلة التربيعية الذي يكون معقدًا.
حل، اكتب أي حل في الترميز الفاصل الزمني:
- x2−3x+4>0
- x2−3x+4≤0
الحل:
أ.
اكتب عدم المساواة التربيعية في الصورة القياسية. | −x2−3x+4>0 |
أوجد النقاط الحرجة عن طريق حل المعادلة التربيعية ذات الصلة. | x2−3x+4=0 |
اكتب الصيغة التربيعية. | x=−b±√b2−4ac2a |
ثم استبدل قيمa,b,c. | x=−(−3)±√(−3)2−4⋅1⋅(4)2⋅1 |
قم بالتبسيط. | x=3±√−72 |
قم بتبسيط الراديكوند. | x=3±√7i2 |
تخبرنا الحلول المعقدة أن القطع المكافئ لا يعترضx المحور السيني. أيضًا، ينفتح المكافئ لأعلى. يخبرنا هذا أن القطع المكافئ أعلى تمامًا منx المحور -. |
حلول معقدة ![]() |
علينا أن نجد الحل لـx2−3x+4>0. نظرًا لأن جميع قيمx الرسم البياني أعلى منx المحور -، فإن جميع القيمx تجعل عدم المساواة حقيقة. نكتب في تدوين الفاصل الزمني(−∞,∞).
ب. اكتب عدم المساواة التربيعية في الصورة القياسية.
x2−3x+4≤0
أوجد النقاط الحرجة عن طريق حل المعادلة التربيعية ذات الصلة.
x2−3x+4=0
نظرًا لأن المعادلة التربيعية المقابلة هي نفسها الموجودة في الجزء (أ)، فإن المكافئ سيكون هو نفسه. ينفتح القطع المكافئ لأعلى ويكون أعلى تمامًا منx المحور - ولا يوجد جزء منه أسفلx المحور.
علينا أن نجد الحل لـx2−3x+4≤0. نظرًا لأن جميع قيمx الرسم البياني لا تقل أبدًا عنx المحور -، فلا توجد قيمx تجعل عدم المساواة حقيقة. لا يوجد حل لعدم المساواة.
حل واكتب أي حل في الترميز الفاصل الزمني:
- −x2+2x−4≤0
- −x2+2x−4≥0
- إجابة
-
- (−∞,∞)
- لا يوجد حل
حل واكتب أي حل في الترميز الفاصل الزمني:
- x2+3x+3<0
- x2+3x+3>0
- إجابة
-
- لا يوجد حل
- (−∞,∞)
المفاهيم الرئيسية
- حل عدم المساواة التربيعية بيانيًّا
- اكتب عدم المساواة التربيعية في الصورة القياسية.
- قم برسم بيانيf(x)=ax2+bx+c للدالة باستخدام الخصائص أو التحويلات.
- حدد الحل من الرسم البياني.
- كيفية حل عدم المساواة التربيعية جبريًّا
- اكتب عدم المساواة التربيعية في الصورة القياسية.
- حدد النقاط الحرجة - حلول المعادلة التربيعية ذات الصلة.
- استخدم النقاط الحرجة لتقسيم خط الأرقام إلى فترات.
- تظهر فوق خط الأعداد علامة كل تعبير تربيعي باستخدام نقاط الاختبار من كل فاصل زمني يتم استبداله في عدم المساواة الأصلية.
- حدد الفترات التي يكون فيها عدم المساواة صحيحًا. اكتب الحل بالتدوين الفاصل الزمني.
مسرد المصطلحات
- عدم المساواة التربيعية
- عدم المساواة التربيعية هي عدم مساواة تحتوي على تعبير تربيعي.