فعالیت حل معادله درجه دوم ریاضی دهم - بخش ۱
۱. معادلهی درجه دوم $x^2 = 25$ را در نظر بگیرید. جوابهای این معادله را به روش تجزیه به دست آورید.
پاسخ تشریحی و گام به گام فعالیت صفحه 72 ریاضی دهم - بخش ۱
این فعالیت سادهترین شکل حل معادلات درجه دوم، یعنی معادلات به فرم $x^2 = a$، را با استفاده از روش **تجزیه** بررسی میکند.
### **حل معادله $\mathbf{x^2 = 25}$ به روش تجزیه**
**گام ۱: استانداردسازی**
ابتدا معادله را به فرم استاندارد $\mathbf{ax^2 + bx + c = 0}$ میآوریم:
$$x^2 - 25 = 0$$
**گام ۲: تجزیه با اتحاد مزدوج**
عبارت سمت چپ به صورت تفاضل مربعها ($$a^2 - b^2 = (a - b)(a + b)$$) تجزیه میشود:
$$x^2 - 5^2 = 0$$
$$\mathbf{(x - 5)(x + 5) = 0}$$
**گام ۳: استفاده از ویژگی حاصلضرب صفر**
هر یک از عوامل را برابر صفر قرار میدهیم:
1. $$x - 5 = 0 \Rightarrow \mathbf{x_1 = 5}$$
2. $$x + 5 = 0 \Rightarrow \mathbf{x_2 = -5}$$
**جوابهای معادله:** $\mathbf{x = 5}$ و $\mathbf{x = -5}$.
فعالیت حل معادله درجه دوم ریاضی دهم - بخش ۲
۲. ریشههای دوم عدد $25$ را به دست آورید. این معادله را به روش تجزیه نیز حل کنید و جوابهای به دست آمده را با این جوابها مقایسه کنید.
پاسخ تشریحی و گام به گام فعالیت صفحه 72 ریاضی دهم - بخش ۲
این بخش، ارتباط بین **مفهوم ریشهی دوم** و **حل معادله درجه دوم** را روشن میکند.
### **۱. ریشههای دوم عدد ۲۵**
ریشههای دوم (جذرهای) عدد $25$ اعدادی هستند که اگر به توان $2$ برسند، حاصل $25$ شود:
$$\text{ریشههای دوم } 25 \text{ عبارتند از } \mathbf{5} \text{ و } \mathbf{-5}$$
### **۲. مقایسه**
در بخش ۱ دیدیم که جوابهای معادلهی $x^2 = 25$ عبارتند از $\mathbf{x = 5}$ و $\mathbf{x = -5}$ (با روش تجزیه).
**نتیجهی مقایسه:**
**جوابهای معادلهی $\mathbf{x^2 = 25}$ دقیقاً همان ریشههای دوم عدد $\mathbf{25}$ هستند.** این مقایسه روش سریعتر حل این نوع معادلات را توجیه میکند: میتوانیم از دو طرف ریشه بگیریم و جواب را به صورت $x = \pm \sqrt{a}$ بنویسیم.
فعالیت حل معادله درجه دوم ریاضی دهم - بخش ۳
۳. اگر $x^2 = a$ یک معادله درجه دوم باشد که در آن $a$ یک عدد حقیقی است، آیا همیشه میتوان جوابهای آن را به صورت $x = \pm \sqrt{a}$ نوشت؟ توضیح دهید.
پاسخ تشریحی و گام به گام فعالیت صفحه 72 ریاضی دهم - بخش ۳
**پاسخ:** \mathbf{خیر، همیشه نمیتوان نوشت.}
این تساوی تنها به یک شرط مهم برقرار است و در غیر این صورت، معادله جواب حقیقی ندارد.
### **توضیح محدودیت**
معادلهی $\mathbf{x^2 = a}$ از ما میخواهد عددی حقیقی ($x$) پیدا کنیم که مربع آن برابر $a$ باشد.
1. **حالت عدم برقراری (شرط نقض):**
* **اگر $\mathbf{a < 0}$ (منفی) باشد:** این تساوی برقرار نیست.
* \mathbf{دلیل:} مربع هر عدد حقیقی ($x^2$) همواره **نامنفی** ($\ge 0$) است و هرگز نمیتواند برابر یک عدد منفی باشد. از نظر ریاضی، $\mathbf{\sqrt{a}}$ برای $a < 0$ در مجموعه \mathbf{اعداد حقیقی} تعریف نشده است.
* **مثال نقض:** معادلهی $\mathbf{x^2 = -9}$ ریشهی حقیقی ندارد، اگرچه ممکن است کسی بخواهد بنویسد $x = \pm \sqrt{-9}$.
2. **حالت برقراری (شرط پذیرش):**
* تساوی $\mathbf{x = \pm \sqrt{a}}$ تنها زمانی جوابهای حقیقی معادله را نشان میدهد که \mathbf{عدد $\mathbf{a}$ نامنفی باشد} ($athbf{a \ge 0}$).