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CONTENUTO DELLA PAGINA
L'operazione radice
Le equazioni con più di un modulo
L'operazione radice
Ricordiamo che l'operazione di estrazione a radice è l'operazione inversa all'operazione di elevamento a potenza.
La radice di indice n di un numero reale x è un qualunque numero reale y (se esiste) che elevato alla n dia come risultato y.
x è chiamato Radicando , y Radice e n è detto Indice della radice ; l'espressione formata dal simbolo di radice, dall'indice e dal radicando è definito Radicale .
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È necessario, prima di andare avanti, fare una importante osservazione.
- Nel caso l'indice n sia un numero dispari, x può esser un qualunque numero reale e y sarà un numero reale con lo stesso segno di x: se x è positivo, y è positivo; se x è negativo, y è negativo; se x è 0, y è 0.
- Nel caso l'indice n sia un numero pari, x non può esser negativo; y in linea teorica può avere due valori opposti, ma per evitare ambiguità, per convenzione si sceglie quello positivo.
Di conseguenza i radicali con indice pari necessitano di condizioni di esistenza: il radicando deve esser maggiore o uguale a zero.
Inoltre ogni volta che vediamo il simbolo di radice quadrata (o con ogni altro indice pari) senza alcun segno davanti, diamo per scontato che davanti ci sia il segno più; nel caso volgiamo indicare il caso negativo o entrambe le possibilità dobbiamo specificarlo con gli opportuni segni (− oppure ±).
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Le equazioni irrazionali intere
In una equazione in cui compaiono operazioni di radici, se i radicandi sono espressioni letterali (ossia se dentro la radice compaiono lettere) si parla di equazione irrazionale .
♦ Equazioni con radicali di indice dispari
Nel caso i radicali abbiano indice dispari, risolvere l'equazione è relativamente semplice; nel caso sia presente un solo radicale:
- si spostano tutti i termini fuori dalla radice da una parte dell'uguale, mentre il radicale viene lasciato solo dall'altra parte (possibilmente in modo che abbia segno positivo);
- si elevano entrambi i membri dell'equazione alla potenza opportuna per annullare la radice;
- si risolve l'equazione algebrica ottenuta.
Se è presente più di un radicale, occorre isolare un radicale alla volta, elevando più volte i membri dell'equazione, in modo da annullare di volta in volta tutte le radici presenti.
Esempio 14. Risolviamo l'equazione irrazionale seguente:
x + ³√ 8x − 20x² = 3x − 2
Applicando la regola del trasporto, spostiamo il primo termine dal primo al secondo membro, cambiandolo di segno; in questo modo il radicale è rimasto da solo:
³√ 8x − 20x² = 3x − 2 − x
³√ 8x − 20x² = 2x − 2
Eleviamo entrambi i membri al cubo; in questo modo a sinistra la radice scompare, mentre a destra applichiamo la regola del cubo del binomio:
( ³√ 8x − 20x² )³ = (2x − 2)³
8x − 20x² = 8x³ − 24x² + 24x − 8
Una volta eliminata la radice, possiamo spostare tutto al primo membro e ridurre i termini simili:
8x − 20x² − 8x³ + 24x² − 24x + 8
− 8x³ + 4x² − 16x + 8 = 0
8x³ − 4x² + 16x − 8 = 0
Possiamo scomporre in fattori, applicando le regole del raccoglimento totate e poi parziale, ottenendo:
4 (2x − 1) (x² + 2) = 0
Studiando i singoli fattori:
4 = 0 ⇒ impossibile
2x − 1 = 0 ⇒ se x = 1/2
x² + 2 = 0 ⇒ impossibile
Conclusione. Questa equazione è determinata e ha come unica soluzione accettabile
x = 1/2.
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♦ Equazioni con radicali di indice pari
Nel caso i radicali abbiano indice pari, per risolvere l'equazione è necessario svolgere alcuni passaggi in più, rispetto alla situazione precedente; se nell'equazione è presente un solo radicale, si procede nel seguente modo:
- si pone la condizione di esistenza (c.e.): il radicando deve esser maggiore o uguale a zero;
- si spostano tutti i termini fuori dalla radice da una parte dell'uguale, mentre il radicale viene lasciato solo dall'altra parte, in modo che abbia segno positivo (in caso contrario si cambiano tutti i segni);
- si pone la condizione di concordanza del segno (c.c.): l'espressione in cui non compare la radice deve anch'essa esser maggiore o uguale a zero;
- si elevano entrambi i membri dell'equazione alla potenza opportuna per annullare la radice;
- si risolve l'equazione algebrica ottenuta;
- si confrontano le soluzioni trovate con le condizioni poste in precedenza.
Se nell'equazione è presente più di un radicale, occorre porre le c.e. per ogni radicale; quindi si isola un radicale alla volta, elevando più volte i membri dell'equazione, in modo da annullare di volta in volta tutte le radici presenti; in questi casi non conviene porre le condizioni di concordanza, ma al contrario è necessario verificare ogni soluzione trovata, andandola a sostituire all'equazione iniziale.
Esempio 15. Risolviamo l'equazione irrazionale seguente:
3x + 1 − 2 √ 4x − 3 = x + 5
Poniamo la c.e.:
4x − 3 ≥ 0
x ≥ ¾
Applicando la regola del trasporto, spostiamo tutti i termini che sono fuori dalla radice dal primo al secondo membro, cambiandoli di segno; in questo modo il radicale è rimasto da solo:
− 2 √ 4x − 3 = x + 5 − 3x − 1
− 2 √ 4x − 3 = − 2x + 4
Cambiamo tutti i segni e dividiamo entrambi i termini per 2, ottenendo:
√ 4x − 3 = x − 2
Poniamo la c.c.:
x − 2 ≥ 0
x ≥ 2
Eleviamo entrambi i membri al quadrato, così che a sinistra la radice scompare, mentre a destra applichiamo la regola del quadrato del binomio:
( √ 4x − 3 )² = ( x − 2 )²
4x − 3 = x² − 4x + 4
Una volta eliminata la radice, possiamo spostare tutto al primo membro e ridurre i termini simili:
4x − 3 − x² + 4x − 4 = 0
− x² + 8x − 7 = 0
x² − 8x + 7 = 0
Possiamo applicare la formula risolutiva, oppure scomporre in fattori, applicando le regole del trinomio speciale; in entrambi i casi otteniamo le soluzioni:
x = 1 ∨ x = 7
La prima soluzione rispetta la c.e. ma non la c.c., quindi non è accettabile; la seconda soluzione al contrario rispetta entrambe le condizioni, quindi è accettabile.
Conclusione. Questa equazione è determinata e ha come unica soluzione accettabile:
x = 7.
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