12 KAPITOLA 1. ROVNICEÚlohy15. Řešte danou kvadratickou rovnici a její kořeny vyjádřete bez stupňovité odmocniny.a) x 2 − 3x + √ 7 − 5 = 0; b) x 2 + x − 3 √ 5 − 7 = 0;c) x 2 + x − 5 + √ 5 = 0; d) x 2 + x + 3 − √ 5 = 0.16. Řešte kvadratickou rovnici x 2 − x √ 2 − 3 − √ 6 = 0 a její kořeny vyjádřete bez stupňovitéodmocniny.17. Řešte kvadratickou rovnici x 2 − x √ √2 − 1 −√2 = 0 a její kořeny vyjádřete v co nejjednoduššímtvaru.18. Najděte všechny reálné kořeny rovnice čtvrtého stupně a kořeny vyjádřete v co nejjednoduššímtvaru.a) x 4 + 3x 2 − 3 + √ 5 = 0, b) x 4 − 10x 2 − 12(1 + √ 7) = 0.19. Nechť x 1 , x 2 jsou kořeny kvadratické rovnice Ax 2 + Bx + 1 = 0. Pak x 1x 2, x 2x 1kvadratické rovnice Ax 2 + (2A − B 2 )x + A = 0. Dokažte.jsou kořeny20. Nechť x 1 , x 2 jsou kořeny kvadratické rovnice Ax 2 + Bx + C = 0. Najděte kvadratickourovnici, jejíž kořeny jsoua) −x 1 , −x 2 ; b) 5x 1 , 5x 2 ; c) 1 x 1,1x 2; d) x 1 + x 2 , x 1 x 2 .Řešení15. a) x 1 = 1 + √ 7, x 2 = 2 − √ 7;b) x 1 = 1 + √ 5, x 2 = −2 − √ 5;c) x 1 = − √ 5, x 2 = √ 5 − 1;d) diskriminant D = 4 √ 5 − 11 je záporný, řešení neexistuje.16. x 1 = √ 2 + √ 3, x 2 = − √ 3.17. x 1 = √ √2 + 1, x2 = − √ 2 √ 2 − 2. Rada: Umocněte celou rovnici na druhou (tím sezbavíte stupňovité odmocniny). Nezapomeňte na zkoušku.18. a) Rovnice má dva reálné kořeny x 1 = √ √5 − 2, x2 = − √ √5 − 2.b) Rovnice má dva reálné kořeny x 1 = √ 2 √ 7 + 8 = 1+ √ 7, x 2 = − √ 2 √ 7 + 8 = −1− √ 7.19. Použijeme-li Viètovy vztahy, dostaneme x 1 + x 2 = − B A , x 1x 2 = 1 Aa chceme dokázatx 1x 2+ x 2x 1= B2 −2AA , x 1x 2· x2x 1= 1. To je rutinní kalkulace.(Viz M. Hejný a kol.: Teória vyučovania matematiky 2, SPN, Bratislava 1990, str. 205.)20. Rada: Použijte Viètovy vztahy.a) Ax 2 − Bx + C = 0; b) Ax 2 + 5Bx + 25C = 0;c) Cx 2 + Bx + A = 0, kde C ≠ 0; d) A 2 x 2 + A(B − C)x − BC = 0.
1.3. TRIGONOMETRICKÉ ROVNICE 131.3 Trigonometrické rovnicePoznámky:1. Moivreova formule praví:Pro všechna x ∈ R, m ∈ N platí (cos x + i sin x) m = cos mx + i sin mx.2. Zavedení funkcí arcsin, arccos, arctg a arccotg :Nechť b ∈ 〈−1, 1〉, pak existuje právě jedno x ∈ 〈− π 2 , π 2〉 tak, že sin x = b. Číslo x nazývámearkus sinus b a označujeme arcsin b. Tedy sin x = b, x ∈ 〈− π 2 , π 2〉 ⇔ x = arcsin b.Podobně je definován arkus kosinus, arkus tanges a arkus kotangens:cos x = b, x ∈ 〈0, π〉, b ∈ 〈−1, 1〉 ⇔ x = arccos b,tg x = b, x ∈ (− π 2 , π 2) ⇔ x = arctg b,cotg x = b, x ∈ (0, π) ⇔ x = arccotg b.Domluva: V následujících úlohách písmeno k označuje libovolné celé číslo.Příklad 5Najděte všechna x ∈ 〈0, 2π), pro něž sin 3x = sin 2x.Řešení IStrategie: sin 2x i sin 3x převedeme na sin x a cos x.Realizace: Z Moivreovy věty pro m = 3 dostaneme: (cos x + i sin x) 3 = cos 3x + i sin 3x.Po umocnění cos 3 x − 3 sin 2 x cos x + i(3 sin x cos 2 x − sin 3 x) = cos 3x + i sin 3x. Tj. sin 3x == 3 cos 2 x sin x − sin 3 x. Podobně pro m = 2 dostaneme sin 2x = 2 sin x cos x. Po dosazeníobou výrazů do původní rovnice dostaneme 3 cos 2 x sin x − sin 3 x = 2 sin x cos x, odkudsin x(3 cos 2 x − sin 2 x − 2 cos x) = sin x(4 cos 2 x − 1 − 2 cos x) = 0.Tedy buď sin x = 0, nebo 4 cos 2 x − 2 cos x − 1 = 0. Z této kvadratické rovnice plyne cos x == 1±√ 54.Konečně sin x = 0 ⇔ x 1 = 0 ◦ , x 2 = 180 ◦ , cos x = 1+√ 54≈ 0, 809017 ⇔ x 3 ≈ 36 ◦ , x 4 ≈ 324 ◦ ;cos x = 1−√ 54≈ −0, 309017 ⇔ x 5 ≈ 108 ◦ , x 6 ≈ 252 ◦ .Lehce se přesvědčíme, že všechny čtyři kořeny, které jsme našli přibližně, jsou přesné. Napříkladkdyž do původní rovnice dosadíme x 3 = 36 ◦ , dostaneme sin 72 ◦ = sin 108 ◦ == sin(180 ◦ − 72 ◦ ), což platí přesně a ne jen přibližně. Stejně pro kořeny x 4 , x 5 a x 6 .Výsledek: Množina řešení je {0 ◦ , 36 ◦ , 108 ◦ , 180 ◦ , 252 ◦ , 324 ◦ }.Řešení IIStrategie: Použijeme vzorec sin x − sin y = 2 cos x+y2sin x−y2 .Realizace: Danou rovnici napíšeme ve tvaru sin 3x − sin 2x = 0 a použijeme uvedený vzorec.Dostaneme 2 cos 5x 2 sin x 2 = 0. Odtud buď cos 5x 2 = 0 ⇔ 5x 2 = π 2 + kπ ⇔ x = π 5 + 2 5 kπ ⇔⇔ x 1 = π 5 , x 2 = 3π 5 , x 3 = π, x 4 = 7π 5 , x 5 = 9π 5 , nebo sin x 2 = 0 ⇔ x 2 = kπ ⇔ x 6 = 0.Výsledek: Množina řešení je {0, π 5 , 3π 5 , π, 7π 5 , 9π 5 }.