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没有解的方程组

Sal用代数解决一个含有两个二次函数的二次方程组而且发现这个方程组无解,他然后画出了方程并证明了这个结论是正确的。 Sal Khan蒙特雷科技大学 创建

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用任何方法解方程组。 y等于2乘以(x-4)² 加3。 还有y等于-x² 加2x减2。 解,可能是一个,可能是无解, 也可能是两个解——这个方程组的x值 产生了相同的y值。 满足这两个方程的x和y 是相同的。 为了求出x的值,它们需要等于相同的y值, 所以这个y必须等于那个y的值。 所以解就会出现在这个式子里—— -x²+2x-2等于上面那个式子, 或者等于 2(x-4)²+3。 现在让我们试着解出x。 左边——我们要把这个乘出来, 让我们先做这个。 它等于-x²+2x-2等于。 然后右边,2(x-4)²+3 等于2(x²-8x+16 )+ 3。 2x²等于——我只是在分配2—— 减16x加32加3, 等于2x²减16x加35。 当然,这就等于左边的式子, -x²+2x-2。 我们把两边同时加上x² 让左边这一项一下子消掉。 我们一步就能做到。 两边都加上x²。 让两边同时减去2x, 然后两边同时加2。 在左边,这些抵消了,这些抵消了, 这些也抵消了。 剩下0=2x²+x²,也就是 3x²。 负16x减2x等于-18x, 然后35+2=37。 我们得到了一个普通的 二次方程。 我们也可以用二次求根公式 来解它。 我们的解是x=-b, b=-18,所以-b等于正18。 等于18加减根号下18方 减去4乘以3乘c——乘以37。 所有这些除以2乘以a——2乘以3,也就是等于6。 让我们来想想这是什么。 这里是1加减根号下—— 让我们用计算器算一下。 我可以把它乘出来,但是我想—— 我们有18的平方减去4乘以3乘以37,也就是-120。 等于18±根号-120。 你可能已经算出 这是负的。 4乘以3等于12。 12乘以37要比18大。 虽然不是100%的明显, 但你可以凭直觉得到。 最后根号下面肯定会有 一个负数。 现在,如果我们处理的是实数, 不存在根号-120。 所以这个二次方程没有解。 无解。 如果我们想,我们可以看一下 判别式。 判别式是这一部分——b²-4ac。 我们看到这个判别式是负的,没有解, 这意味着这两个方程, 永不相交。 这个方程组没有解。 当你代入这两个方程时,没有一个x值, 可以得到完全相同的y值。 让我们来思考一下为什么会这样。 这个已经是y轴截距的形式了。 这是一条开口向上的抛物线, 看起来是这样的。 我尽量画一下, 简单画一下。 我用中性的颜色画坐标轴。 这是y轴, 这是x轴。 x和y。 这个顶点——它是顶点的形式—— 在x=4和y=3时出现。 所以x等于4,y等于3。 这是一条开口向上的抛物线。 这里有一个正的系数。 所以这个看起来是这样的。 我不知道具体是长什么样,但已经差不多了。 现在,这个会是什么样子呢? 这是一条开口向下的抛物线,我们可以把它写成 顶点的形式。 让我把第二个方程写成顶点形式, 这样我们就有了它。 所以我们感觉会比较好。 y等于——我们可以把-1提出来—— 等于-(x²-2x+2)。 实际上,让我把+2提出来,加2, 一直到这里。 然后我们可以说,-2的一半是-1。 把它平方,这里得到 +1和-1。 这一部分,我们可以重写为(x-1)², 所以它变成了-(x-1)²。 让我一步一步来。 我不想跳过这些步骤。 -(x-1)²-1+2。 所以这里是+1。 或者如果我们想把负号分配进去, 我们得到y=-(x-1)²-1。 这里的顶点是x=1, y=-1。 顶点在这里, 这是一条开口向下的抛物线。 二阶项的系数是负的, 所以看起来是这样的。 如你所见,它们不相交。 这个顶点在它上面,它开口向上。 这是它的最小值点。 它在这个点的最大值之上。 所以它们永远不会相交,所以这个方程组 没有解。