Zapisz do kolekcji
Zaloguj się, aby dodać zadanie do kolekcji.
Zgłoś zadanie
Dziękuję za przesłanie zgłoszenia!
Twoje zaangażowanie pomaga mi rozwijać tę stronę i tworzyć miejsce z jeszcze lepszymi materiałami.
Data publikacji: 2025-07-17 20:33:00
Dla jakich wartości parametru $ {\color{Cyan} m} $ funkcja $ {\color{Cyan} f(x)} $ posiada dwa miejsca zerowe w zbiorze liczb rzeczywistych?
$$
\color{Cyan} f(x) = \frac{m}{2}x^2 + 2x - 3 + 2m
$$
Zanim przejdziemy do rozwiązywania, pobaw się poniższą wizualizacją, poruszając suwakiem:
Przytrzymaj Shift, aby przesuwać, oddalać i przybliżać widok
Być może dzięki powyższemu wykresowi jesteś w stanie już oszacować wartości parametru $ {\color{Cyan} m} $, dla którego funkcja ma dwa pierwiastki. Niemniej, spróbujmy znaleźć rozwiązanie sposobem algebraicznym.
\begin{gather*}
\textrm{Zacznijmy od obliczenia delty. Wzór wygląda następująco:}\\\\
\color{Cyan} \Delta = b^2-4ac\\\\
\textrm{Potrzebujemy współczynników }{\color{#0066ff}a}, {\color{Magenta}b} \; \textrm{i} \;{\color{Green}c}.\\
\textrm{Odczytujemy je ze wzoru funkcji:}\\\\
\color{Cyan} f(x) = {\color{#0066ff}\frac{m}{2}}x^2 + {\color{Magenta}2}x {\color{Green}- 3 + 2m}\\
\color{#0066ff} a = \frac{m}{2}\\
\color{Magenta} b = 2\\
\color{Green} c = -3+2m\\\\
\textrm{Liczymy deltę:}\\\\
\color{Cyan} \Delta = {\color{Magenta}2^2} - 4 \cdot {\color{#0066ff}\frac{m}{2}} \cdot {\color{Green}\left(- 3 + 2m\right)} =
-4m^2+6m+4\\\\
\textrm{Aby funkcja }{\color{Cyan}f(x)}\textrm{ miała 2 pierwiastki w zbiorze liczb rzeczywistych,}\\
\textrm{to ta delta musi być większa od zera. Układamy więc nierówność:}\\\\
\color{#ff6600} -4m^2+6m+4 > 0
\end{gather*}
Tak więc nasze zadanie sprowadza się już tylko do rozwiązania tej nierówności. Wiemy bowiem, że funkcja kwadratowa ma dwa miejsca zerowe w zbiorze liczb rzeczywistych jeśli $ \color{Cyan} \Delta \gt 0 $
\begin{gather*} \textrm{Możemy nazwać sobie tę funkcję:}\\\\ \color{#ff6600} g(m) = -4m^2+6m+4 \\\\ \textrm{Liczymy drugą deltę, aby rozwiązać nierówność:}\\\\ \color{#ff6600} \Delta_m = 36 + 64 = 100\\\\ \textrm{Liczymy pierwiastek z tej delty a następnie wyznaczamy miejsca zerowe:}\\\\ \color{#ff6600} \sqrt{\Delta_m} = \sqrt{100} = 10\\ \color{#ff6600} m_1 = \frac{-6-10}{-8}=2\\ \color{#ff6600} m_2 = \frac{-6+10}{-8}=-\frac{1}{2} \end{gather*} Narysujmy teraz wykres funkcji $\;\color{#ff6600} g(m)\;$, zaznaczając przedział, w którym wartości tej funkcji są dodatnie:
Tak więc nasze zadanie sprowadza się już tylko do rozwiązania tej nierówności. Wiemy bowiem, że funkcja kwadratowa ma dwa miejsca zerowe w zbiorze liczb rzeczywistych jeśli $ \color{Cyan} \Delta \gt 0 $
\begin{gather*} \textrm{Możemy nazwać sobie tę funkcję:}\\\\ \color{#ff6600} g(m) = -4m^2+6m+4 \\\\ \textrm{Liczymy drugą deltę, aby rozwiązać nierówność:}\\\\ \color{#ff6600} \Delta_m = 36 + 64 = 100\\\\ \textrm{Liczymy pierwiastek z tej delty a następnie wyznaczamy miejsca zerowe:}\\\\ \color{#ff6600} \sqrt{\Delta_m} = \sqrt{100} = 10\\ \color{#ff6600} m_1 = \frac{-6-10}{-8}=2\\ \color{#ff6600} m_2 = \frac{-6+10}{-8}=-\frac{1}{2} \end{gather*} Narysujmy teraz wykres funkcji $\;\color{#ff6600} g(m)\;$, zaznaczając przedział, w którym wartości tej funkcji są dodatnie:
Przytrzymaj Shift, aby przesuwać, oddalać i przybliżać widok
Widzimy, że nasza nierówność jest spełniona dla $\;\color{#ff6600} m\in \left( -\frac{1}{2}, \;2 \right)\;$. Pozostaje nam jeszcze wykluczyć wartość $\;\color{#ff6600} m=0$, gdyż dla tego parametru funkcja $\;\color{Cyan} f(x)\;$ nie będzie funkcją kwadratową. Ostateczny wynik wygląda następująco: $\;\color{#ff6600} m\in \left( -\frac{1}{2}, \;2 \right) \setminus \left\{ 0 \right\}$
Uwaga do zadania: Każda funkcja kwadratowa ma dwa miejsca zerowe. Często są to dwie różne liczby rzeczywiste ($\Delta \gt 0$), czasem są sobie równe ($\Delta = 0$), a czasem oba miejsca zerowe nie należą do zbioru liczb rzeczywistych ($\Delta \lt 0$). Mówi się wówczas, że należą do zbioru liczb zespolonych (ale to poziom studiów - tam liczy się pierwiastki z liczb ujemnych).
Uwaga do zadania: Każda funkcja kwadratowa ma dwa miejsca zerowe. Często są to dwie różne liczby rzeczywiste ($\Delta \gt 0$), czasem są sobie równe ($\Delta = 0$), a czasem oba miejsca zerowe nie należą do zbioru liczb rzeczywistych ($\Delta \lt 0$). Mówi się wówczas, że należą do zbioru liczb zespolonych (ale to poziom studiów - tam liczy się pierwiastki z liczb ujemnych).
$\;\color{#ff6600} m\in \left( -\frac{1}{2}, \;2 \right) \setminus \left\{ 0 \right\}$