22 KAPITOLA 1. ROVNICE1.7 Parametrické rovniceDomluva: U všech parametrických rovnic je stejný text zadání: V R řešte parametrickourovnici s parametrem p. Parametr p je libovolné reálné číslo.Příklad 11p(p − 1)x − p + 1 = 0ŘešeníVhled: Nejběžnější způsob, jak získat porozumění parametrickým rovnicím, je vyřešit několikjejich konkrétních případů. Zvolme tedy za p několik konkrétních hodnot a každou získanourovnici vyřešme. Napříkladp = 2 → daná rovnice má tvar 2x − 1 = 0, odkud x = 1 2 ;p = −1 → daná rovnice má tvar 2x + 2 = 0, odkud x = −1;p = 5 → daná rovnice má tvar 20x − 4 = 0, odkud x = 1 5 .Ve dvou případech konkretizovaná rovnice „zmizí: pro p = 0 a p = 1. Jestliže p = 0, danárovnice má tvar 1 = 0. Této „rovnici nevyhovuje žádné x.Strategie: Danou rovnici řešíme, jako kdyby p bylo pevně dané reálné číslo. Případy, ve kterýchje v procesu řešení nutno udělat „choulostivý krok (např. dělit výrazem, který může býtnulou; odmocnit výraz, který může být záporný), je pak nutno pečlivě prozkoumat.Realizace: p(p − 1)x = p − 1, x =p−1p(p−1) = 1 p .✓✏ ❛ ❛|Odpověď: Je-li p = 0, rovnice nemá žádný kořen, tj. M = {}; je-li p ≠ 0, rovnice má právě✒✑⌢⊲⊳ jeden kořen x = 1 p , tj. M = { 1 p }.✓✏ ❛ ❛ Uvedené řešení je chybné, protože nám při úpravách unikl případ p = 1 (krátili jsme výrazem p − 1).✒✑⌣⊲⊳ Je-li p = 1, mění se daná rovnice na identitu 0 = 0, která je splněna pro všechna x. Tedy správnéřešení má tři části: pro p = 0 je M = {}; pro p = 1 je M = R; pro ostatní p je M = { 1 p }.Stručněji lze výsledek zapsat jako: p = 0 ⇒ M = {}, p = 1 ⇒ M = R, p ∉ {0, 1} ⇒ M = { 1 p }.Poučení: Chyba, které jsme se dopustili, patří k těm, které se nejčastěji vyskytují v řešeních posluchačů.Vzniká při úpravě výrazu, kdy je tento dělen jiným výrazem a zapomene se o tomto druhém výrazuuvážit, kdy je nulový. V našem případě jsme při opatrné úpravě dané rovnice měli postupovat takto0 = p(p − 1)x − p + 1 = (px − 1)(p − 1). Součin dvou čísel je nula, právě když některé z nich je nula.Proto je nutno diskutovat oba případy px = 1 a p = 1. Právě poslední z těchto případů nám přiúpravách unikl.Příklad 12px 2 + p 2 x + 2 = 0ŘešeníStrategie: Na první pohled je daná rovnice rovnicí kvadratickou. Musíme být však opatrní,protože v případě, že koeficient u x 2 je nula, mění se rovnice na rovnici lineární nebo dokoncena rovnost.
1.7. PARAMETRICKÉ ROVNICE 23Realizace:• Je-li p = 0, rovnice bude mít tvar 2 = 0, tedy řešení neexistuje.• Je-li p ≠ 0, kvadratická rovnice má kořeny:x 1,2 = −p2 ± √ p 4 − 8p2p= −p√ p ± √ p 3 − 82 √ p(∗ ∗ ∗)Poslední výraz má smysl pouze pro p > 0 a p 3 > 8, tj. pro p > 2.✓✏ ❛ ❛|Odpověď: Je-li p < 2, rovnice nemá žádný kořen, tj. M = {}. Je-li p = 2, je M = {−1}. Je-li✒✑⌢⊲⊳√ p > 2, je M = { −p√ p± p 3 −82 √ p}.✓✏ ❛ ❛ Uvedené řešení je chybné, což snadno nahlédneme. Například podle horní odpovědi daná rovnice nemá✒✑⌣⊲⊳ pro p = −1 žádné řešení, ale pouhým dosazením se přesvědčíme, že x 1 = −1 i x 2 = 2 jsou kořeny. Kdeje chyba?Chyba je v úpravě (∗ ∗ ∗). Vztah √ p 4 − 8p = √ p √ p 3 − 8, který jsme při úpravě použili jako identitu,identitou není. Platí pouze pro p ≥ 0. Pro p < 0 neplatí, neboť levá strana definována je, ale pravánení. Výraz pod odmocninou p 4 − 8p = p(p 3 − 8) = p(p − 2)(p 2 + 2p + 4) je záporný pro p ∈ (0, 2).Pro všechna jiná p je výraz nezáporný.Tedy správné řešení√má části: p ∈ 〈0, 2) ⇒ M = {}; p = 2 ⇒ M = {−1}; p ∈ (−∞, 0) ∪ (2, ∞) ⇒⇒ M = {− p 2 ± p 24 − 2 p }.Poznámka: Případ p = 2 ⇒ M = {−1} lze vypustit,√protože je podpřípadem posledního případu. Paknapíšeme p ∈ (−∞, 0) ∪ 〈2, ∞) ⇒ M = {− p 2 ± p 24 − 2 p }.Příklad 13( √ p − 1)x 2 − 2x √ p + 1 + √ p + 1 = 0ŘešeníRovnice má smysl pouze pro nezáporná p. Pro p = 1 je daná rovnice lineární s řešením x =Pro jiná p je daná rovnice kvadratická s diskriminantem D = 4(p + 1) − 4(p − 1) = 8. Pakx 1,2 =√ √p+1±√ 2p−1.✓✏√ √ √❛ ❛|Výsledek: p = 1 ⇒ M = { 22 }; p ∈ 〈0, 1) ∪ (1, ∞) ⇒ M = { p+1±√ 2p−1}✒✑⌢✓✏ ⊲⊳❛ ❛ Řešit parametrickou rovnici znamená určit množinu kořenů M v závislosti na všech hodnotách daného✒✑⌣⊲⊳ parametru. V uvedeném případě nás výraz √ p vedl k opomenutí případu p < 0. Tím se ovšem stalořešení neúplným. Proto je nutno k řešení ještě přidat p ∈ (−∞, 0) ⇒ rovnice nemá smysl.Poznámka: Je nutno rozlišovat dva případy. (1) Rovnice nemá řešení (např. v příkladu 11 prop = 0). (2) Rovnice nemá smysl (např. v příkladu 13 pro p < 0).√22 .