©
h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl) |
De
Discriminant. |
|
|
|
|
De grafiek van een kwadratische
formule.
De grafiek van een formule van de vorm y = ax2
+ bx + c heet een
parabool. |
|
|
|
Een paar
eigenschappen ken je natuurlijk al.
Zo heet het hoogste/laagste punt de top
van de parabool.
Verder is een parabool symmetrisch in een verticale
symmetrie-as (de stippellijn
hiernaast)
Tenslotte bepaalt het teken van het getal a (dat voor het
kwadraat staat) of we te maken hebben met een
bergparabool of een
dalparabool. Als a > 0 is er een dalparabool, als
a < 0 is er een bergparabool. Misschien kun je het
handig onthouden met de smileys hiernaast.
Deze les gaan we vooral bekijken hoe het zit met de snijpunten met de
x-as; dat heten de nulpunten. |
|
|
Laten we nog even samenvatten wat we tot nu
toe hebben gevonden over kwadratische vergelijkingen: |
|
|
Schrijf de vergelijking eerst in de
vorm
ax2 + bx + c = 0
Dan zijn er twee oplossingen: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Geen vuiltje aan de lucht! Even invullen en
klaar! Twee antwoorden. Volgende som.
Helaas.....Er kan iets fout gaan. Neem bijvoorbeeld de
vergelijking 3x2 + 5x + 8 = 0
dan is b2 - 4ac = 52
- 4•3•8 =
-71. En √(-71) kun je niet berekenen
want je kunt niet de wortel uit een negatief getal trekken. Kortom;
altijd als b2 - 4ac < 0 dan geeft de
ABC-formule geen oplossingen!
En ook als b2 - 4ac precies gelijk is aan nul
is er iets aparts aan de hand: de bovenstaande twee oplossingen geven
het zelfde antwoord, immers er staat in de ene dan +√0
en in de andere -√0 maar dat is allebei toch
nul.
Dus als b2 - 4ac = 0 dan is er precies één
oplossing van de vergelijking.
Die b2 - 4ac bepaalt (determineert)
dus eigenlijk hoeveel oplossingen een kwadratische vergelijking heeft.
Hij heet daarom de DISCRIMINANT van de vergelijking. We gebruiken
ervoor de letter D.
Samengevat: |
|
|
Discriminant = D = b2
- 4ac
D > 0 : twee oplossingen
D = 0 : één
oplossing
D < 0 : geen oplossingen |
|
|
|
|
|
Wat betekent dat voor
een probleem? |
|
|
Flauwe opmerking: Dat hangt ervan af wat we
aan het uitrekenen zijn!
Meestal komt een kwadratische vergelijking tevoorschijn als we
snijpunten van twee grafieken aan het berekenen zijn of snijpunten met
de x-as van een parabool. |
|
|
Het
eenvoudigste geval: de nulpunten
van een parabool. |
|
|
De nulpunten van een parabool vinden we door de formule van
een parabool gelijk aan nul te stellen, dus dat geeft een kwadratische
vergelijking.
• Als van die vergelijking D > 0 dan heeft de parabool dus
twee snijpunten met de x-as.
• Als D = 0 dan is er één snijpunt met de x-as (hij
ligt tegen de x-as aan, ofwel hij raakt
de x-as.
• Als D < 0 dan heeft de parabool helemaal geen snijpunten
met de x-as, dus dan ligt hij er in
zijn geheel boven of onder.
Als we verder bedenken dat het getal a dat voor het kwadraat
staat bepaalt of we te maken hebben met een dalparabool (a
> 0) of een bergparabool (a < 0) dan hebben
we al direct een aardig idee over de ligging van de parabool.
In de volgende figuur zie je zes mogelijkheden systematisch
gerangschikt. |
|
|
|
|
|
Het
tweede geval: de snijpunten van
twee grafieken. |
|
|
Ook als je twee grafieken met elkaar snijdt
(bijvoorbeeld een parabool met een rechte lijn of twee parabolen met
elkaar) krijg je een kwadratische vergelijking. Die moet je dan eerst op
nul herleiden, en ook dan kun je van de resterende vergelijking de
discriminant uitrekenen. Bedenk dat elke x die je vindt de x-coördinaat
van een snijpunt is.
• Als D > 0 zijn er twee oplossingen dus ook twee snijpunten
• Als D = 0 is er één oplossing en dus ook één snijpunt. De
grafieken raken elkaar dan meestal.
• Als D < 0 zijn er geen oplossingen dus ook geen snijpunten.
De volgende figuur verduidelijkt één en ander. |
|
|
|
|
|
|
|
OPGAVEN |
|
|
1. |
Van welk van de volgende parabolen
ligt de top op de x-as? |
|
|
|
A: y = 2x2
- 5x + 3
B: y = 9x +
3x2 + 7
C: y = -3x2 + 6x
- 12 |
|
|
2. |
Hoeveel snijpunten hebben de volgende grafieken? |
|
|
|
|
|
a. |
De lijn y =
4x
- 2 en de
parabool y = 2x2 + 11x
+ 4 |
|
|
|
|
|
b. |
De parabolen y
= 3x2
+ 120x + 240
en y = 40x - 4x2
- 15 |
|
|
|
|
|
c. |
De parabool y
= 4x2
- 8x
- 8 en de lijn y = -12 |
|
|
|
3. |
Op tijdstip t = 0 is de
situatie op een autoweg als volgt: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Auto A rijdt met een snelheid van 144
km/uur, maar is aan het afremmen omdat hij vóór
zich een andere auto ziet. Voor de afstand van de voorkant van
zijn auto tot het punt waar die voorkant zich nu bevindt, laten we het
punt P noemen, geldt de formule S(t) = 40t
- t2
Die andere auto, auto B rijdt op een afstand van 60 meter vóór
auto A met een snelheid van 72 km/uur, maar is aan het
optrekken. Voor de afstand van de achterkant van zijn auto tot P
geldt S(t) = 0,5t2 + 20t +
60 |
|
|
|
|
Onderzoek of de auto's een botsing
zullen krijgen. |
|
|
|
©
h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|