טכניקה אלגברית משוואות אי רציונליות (שורש)
טכניקה אלגברית
משוואות אי-רציונליות (משוואות שורש)
📐 מהי משוואה אי-רציונלית?
משוואה שבה הנעלם (x) נמצא תחת שורש
דוגמאות:
\(\sqrt{x} = 3\) \(\sqrt{x+1} = x - 1\) \(\sqrt{2x-3} = 5\)
⚠️ תחום הגדרה
הביטוי תחת השורש חייב להיות אי-שלילי!
\(\sqrt{A}\) מוגדר רק כאשר \(A \geq 0\)
דוגמה: \(\sqrt{x-2}\)
תחום: \(x - 2 \geq 0\) → \(x \geq 2\)
📋 שיטת הפתרון
- מוצאים את תחום ההגדרה
הביטוי תחת השורש ≥ 0
- מבודדים את השורש בצד אחד
אם צריך
- מעלים בריבוע את שני האגפים
זה "מבטל" את השורש
- פותרים את המשוואה שהתקבלה
- בודקים כל פתרון!
העלאה בריבוע יכולה ליצור פתרונות זרים!
✏️ דוגמה 1 - משוואה פשוטה
פתרו: \(\sqrt{x} = 4\)
תחום: \(x \geq 0\)
מעלים בריבוע:
\((\sqrt{x})^2 = 4^2\)
\(x = 16\)
בדיקה: \(\sqrt{16} = 4\) ✓
תשובה: \(x = 16\)
✏️ דוגמה 2 - ביטוי תחת השורש
פתרו: \(\sqrt{2x - 3} = 5\)
תחום: \(2x - 3 \geq 0\) → \(x \geq 1.5\)
מעלים בריבוע:
\(2x - 3 = 25\)
\(2x = 28\)
\(x = 14\)
בדיקת תחום: \(14 \geq 1.5\) ✓
בדיקה: \(\sqrt{28-3} = \sqrt{25} = 5\) ✓
תשובה: \(x = 14\)
✏️ דוגמה 3 - שורש = ביטוי עם x
פתרו: \(\sqrt{x + 3} = x + 1\)
תחום:
- \(x + 3 \geq 0\) → \(x \geq -3\)
- \(x + 1 \geq 0\) → \(x \geq -1\) (כי שורש ≥ 0)
תחום: \(x \geq -1\)
מעלים בריבוע:
\(x + 3 = (x + 1)^2\)
\(x + 3 = x^2 + 2x + 1\)
\(0 = x^2 + x - 2\)
\(0 = (x + 2)(x - 1)\)
\(x = -2\) או \(x = 1\)
בדיקת תחום:
\(x = -2\): לא בתחום (\(-2 < -1\)) ❌ פתרון זר!
\(x = 1\): בתחום ✓
בדיקה ל-x=1: \(\sqrt{1+3} = \sqrt{4} = 2\) וגם \(1+1=2\) ✓
תשובה: \(x = 1\)
✏️ דוגמה 4 - שני שורשים
פתרו: \(\sqrt{x+5} = \sqrt{2x+1}\)
תחום:
\(x + 5 \geq 0\) → \(x \geq -5\)
\(2x + 1 \geq 0\) → \(x \geq -0.5\)
תחום: \(x \geq -0.5\)
מעלים בריבוע:
\(x + 5 = 2x + 1\)
\(4 = x\)
בדיקה: \(\sqrt{9} = \sqrt{9}\) → \(3 = 3\) ✓
תשובה: \(x = 4\)
✏️ דוגמה 5 - בידוד השורש
פתרו: \(\sqrt{x + 1} + 3 = x\)
מבודדים את השורש:
\(\sqrt{x + 1} = x - 3\)
תחום:
\(x + 1 \geq 0\) → \(x \geq -1\)
\(x - 3 \geq 0\) → \(x \geq 3\)
תחום: \(x \geq 3\)
מעלים בריבוע:
\(x + 1 = (x-3)^2 = x^2 - 6x + 9\)
\(0 = x^2 - 7x + 8\)
נוסחת השורשים:
\(x = \frac{7 \pm \sqrt{49-32}}{2} = \frac{7 \pm \sqrt{17}}{2}\)
\(x_1 \approx 5.56\), \(x_2 \approx 1.44\)
בדיקת תחום (\(x \geq 3\)):
\(x_1 \approx 5.56 \geq 3\) ✓
\(x_2 \approx 1.44 < 3\) ❌ פתרון זר!
תשובה: \(x = \frac{7 + \sqrt{17}}{2}\)
⚠️ למה נוצרים פתרונות זרים?
העלאה בריבוע היא פעולה "לא הפיכה"!
לדוגמה: \((-3)^2 = 9\) וגם \(3^2 = 9\)
לכן העלאה בריבוע יכולה "להכניס" פתרונות שלא היו במשוואה המקורית!
חובה לבדוק כל פתרון במשוואה המקורית!
💡 טיפים למבחן
תחום: ביטוי תחת שורש ≥ 0
בידוד: שורש לבד בצד אחד
חובה: בדקו כל פתרון!
📝 סיכום
1. תחום (≥0) → 2. בידוד שורש → 3. העלאה בריבוע → 4. פתרון → 5. בדיקה!
⚠️ היזהרו מפתרונות זרים!