🗊Презентация Зачем придуманы квадратные уравнения?

ЗАЧЕМ ПРИДУМАНЫ КВАДРАТНЫЕ УРАВНЕНИЯ? Автор : Ефремова Екатерина Ефремова Татьяна Глебов Евгений

Цель: исследование квадратного уравнения. Задачи: рассмотреть структуру квадратного уравнения; изучить возникновение квадратных уравнений; немного о теореме Виета сделать выводы.

ЧТО ТАКОЕ КВАДРАТНОЕ УРАВНЕНИЕ? Квадратное уравнение — это уравнение вида ах2+вх+с=0 , где a не равно 0. Для решения квадратного уравнения можно использовать формулы: где D = b2 - 4ac — дискриминант многочлена ax2 + bx + c. Если D > 0, то уравнение имеет два различных вещественных корня x1,2=(-b±sqrtD)/2a. Если D = 0, то оба корня вещественны и равны x=-b/2a. Если D < 0, то оба корня являются комплексными числами. Чтобы не проводить все вычисления вручную, просто подставьте значения коэффициентов в приведенную ниже форму.

ИЗ ИСТОРИИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ КВАДРАТНЫХ УРАВНЕНИЙ. 1. Применяя совершенную алгебраическую запись, можно сказать, что в клинописных текстах Древнего Вавилона встречаются, кроме неполных, и такие, например, полные квадратные уравнения: x 2 + x =3/4, x 2 – x = 14*1/2 . Правило решения этих уравнений, изложенное в вавилонских текстах, совпадает по существу с современным, однако не известно, каким образом дошли вавилоняне до этого правила. 2. В древней Индии были распространены публичные соревнования в решении трудных задач. В одной из старинных индийских книг говорится по поводу таких соревнований следующее: «Как солнце блеском своим затмевает звезды, так ученый человек затмит славу другого в народных собраниях, предлагая и решая алгебраические задачи». Задачи часто облекались в стихотворную форму.

Вот одна из задач знаменитого индийского математика ХIIв. Бхаскары. «Обезьянок резвых стая Всласть поевши, развлекалась. Их в квадрате часть восьмая На поляне забавлялась. А двенадцать по лианам… Стали прыгать, повисая… Сколько ж было обезьянок, Ты скажи мне, в этой стай?» Решение Бхаскары свидетельствует о том, что он знал о двузначности корней квадратных уравнений. Соответствующее задаче уравнение (х/8)2 + 12 = x. Ребята, попробуйте решить это уравнение!

3. В 1-й половине 9 века Мухаммед ибн Муса Хорезми впервые дал изложение алгебры как самостоятельной науки в трактате, имеющем название «Краткий трактат об исчислении восстановления и противопоставления». Он представляет собой собой практическое руководство по математике. Термин "алгебра" производят от начала названия сочинения Хорезми "Аль-джебр", по которому европейские математики раннего средневековья познакомились с решением квадратных уравнений. Все уравнения Аль-Хорезми приводит к шести типам: ax2=bx; ax2=c; bx=c x2+bx=c; x2=bx+c; x2=bx+c. Автор излагает способы решения указанных уравнений, пользуясь приемами Аль-джебр и Аль-мукабала.

Пример Задача 14. «Квадрат и число 21 равны 10 корням. Найти корень» (подразумевается корень уравнения x2 + 21 =10x). Решение автора гласит примерно так: раздели пополам число корней, получишь 5, умножь 5 само на себя, от произведения отними 21, останется 4. Извлеки корень из 4, получишь 2. отними 2 от 5, получишь 3, это и будет искомый корень. Или же прибавь 2 к 5, что даст 7, это тоже есть корень. Трактат Аль-Хорезми является первой дошедшей до нас книгой, в которой систематически изложена классификация квадратных уравнений и даны формулы их решения. 4. Формулы решения квадратных уравнений по образцу Аль-Хорезми в Европе были впервые изложены в «Книге абака», написанной в 1202 г. итальянским математиком Леонардо Фибоначчи. Общее правило решения квадратных уравнений, приведенных к единому каноническому виду при всевозможных комбинациях знаков коэффициентов b, c было сформулировано в Европе лишь в 1544 г. М. Штифелем.

О теореме Виета Теорема, выражающая связь между коэффициентами квадратного уравнения и его корнями, носящая имя Виета, была им сформулирована впервые в 1591 г. следующим образом: «Если B + D, умноженное на A минус A2, равно BD, то A равно B и равно D». Чтобы понять Виета, следует вспомнить, что A, как и всякая главная буква, означала у него неизвестное (наше x), гласные же B, D – коэффициенты при неизвестном. На языке современной алгебры вышеприведенная формулировка Виета означает: если имеет место (a +b)x – x2 = ab, т. е. x2 – (a +b)x + ab = 0, то x1 = a, x2 = b. Выражая зависимость между корнями и коэффициентами уравнений общими формулами, записанными с помощью символов, Виет установил единообразие в приемах решения уравнений. Однако символика Виета еще далека от современного вида. Он не признавал отрицательных чисел и поэтому при решении уравнений рассматривал лишь случаи, когда все корни положительные.

Вывод: Необходимость решать уравнения не только первой, но и второй степени еще в древности была вызвана потребностью решать задачи, связанные с нахождением площадей земельных участков и с земляными работами военного характера, а также с развитием астрономии и самой математики. А широта охвата и способность объединить результаты разнородных культур знаменуют переход от замкнутой местной науки к науке, являющейся достоянием каждого, не зависимо от происхождения. Следовательно, мы можем сделать вывод, что квадратные уравнения возникли не просто так, а с целью упрощения подсчетов землемерной практики. А затем они имели важное значение в развитии алгебры как науки.