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

  1. מוצאים את תחום ההגדרה

    הביטוי תחת השורש ≥ 0

  2. מבודדים את השורש בצד אחד

    אם צריך

  3. מעלים בריבוע את שני האגפים

    זה "מבטל" את השורש

  4. פותרים את המשוואה שהתקבלה
  5. 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!