descartesclytie0x/descartes-math-platform
บทที่ 23 สมการกำลังสองตัวแปรเดียวตรงกับหนังสือ ม.3 เล่ม 1 บทที่ 3

23.5 แบบฝึกหัด

ทำในกระดาษก่อน แล้วค่อยใส่คำตอบให้เว็บตรวจ ตอบผิดได้ไม่จำกัดครั้ง ติดจริงๆ ค่อยเปิดคำใบ้ทีละขั้น และเปิดวิธีทำหลังทำเสร็จแล้วเท่านั้น

ข้อ 1 ผลคูณเป็นศูนย์

ระดับง่าย

แก้สมการ (x+4)(2x−1)=0(x + 4)(2x - 1) = 0 ตอบทุกคำตอบ คั่นด้วยจุลภาค

คำใบ้ขั้นที่ 1

ผลคูณเป็นศูนย์ ตัวประกอบตัวใดตัวหนึ่งต้องเป็นศูนย์

คำใบ้ขั้นที่ 2

แก้ x+4=0x + 4 = 0 กับ 2x−1=02x - 1 = 0 ทีละสมการ

ดูวิธีทำ

ผลคูณเป็นศูนย์ จึงได้ x+4=0x + 4 = 0 หรือ 2x−1=02x - 1 = 0

  • x+4=0x + 4 = 0 ได้ x=−4x = -4
  • 2x−1=02x - 1 = 0 ได้ 2x=12x = 1 จึงได้ x=12x = \tfrac{1}{2}

คำตอบคือ −4-4 และ 12\tfrac{1}{2}

ข้อ 2 อย่าหารด้วย x

ระดับง่าย

แก้สมการ 2x2=10x2x^2 = 10x ตอบทุกคำตอบ คั่นด้วยจุลภาค

คำใบ้ขั้นที่ 1

ย้าย 10x10x ไปข้างซ้ายให้ข้างขวาเป็นศูนย์

คำใบ้ขั้นที่ 2

ดึงตัวร่วม 2x2x ออก

ดูวิธีทำ
  1. ย้ายข้าง 2x2−10x=02x^2 - 10x = 0
  2. ดึงตัวร่วม 2x(x−5)=02x(x - 5) = 0
  3. 2x=02x = 0 ได้ x=0x = 0 หรือ x−5=0x - 5 = 0 ได้ x=5x = 5

ถ้าหารทั้งสองข้างด้วย 2x2x จะได้แค่ x=5x = 5 และคำตอบ x=0x = 0 หายไป ตรวจ x=0x = 0 ได้ 2(0)2=10(0)2(0)^2 = 10(0) เป็นจริง

ข้อ 3 ผลคูณไม่เป็นศูนย์

ระดับกลาง

แก้สมการ (x−2)(x+3)=14(x - 2)(x + 3) = 14 ตอบทุกคำตอบ คั่นด้วยจุลภาค

คำใบ้ขั้นที่ 1

สมบัติผลคูณใช้ได้เมื่อผลคูณเท่ากับศูนย์เท่านั้น ต้องกระจายแล้วย้าย 1414 ไปข้างซ้ายก่อน

คำใบ้ขั้นที่ 2

ได้ x2+x−20=0x^2 + x - 20 = 0 หาสองจำนวนที่คูณกันได้ −20-20 บวกกันได้ 11

ดูวิธีทำ
  1. กระจาย x2+x−6=14x^2 + x - 6 = 14
  2. ย้ายข้าง x2+x−20=0x^2 + x - 20 = 0
  3. แยกตัวประกอบ (x+5)(x−4)=0(x + 5)(x - 4) = 0 ได้ x=−5x = -5 หรือ x=4x = 4

ตรวจ x=4x = 4 ได้ 2×7=142 \times 7 = 14 และ x=−5x = -5 ได้ (−7)(−2)=14(-7)(-2) = 14 ถูกทั้งคู่

ข้อ 4 ถอดรากทั้งก้อน

ระดับกลาง

แก้สมการ (x+1)2=7(x + 1)^2 = 7 ตอบทุกคำตอบ คั่นด้วยจุลภาค

พิมพ์รากที่สองเป็น sqrt(7) เช่น -1+sqrt(7)

คำใบ้ขั้นที่ 1

ถอดรากที่สองทั้งสองข้าง อย่าลืม ±\pm

คำใบ้ขั้นที่ 2

x+1=±7x + 1 = \pm\sqrt{7} แล้วย้าย 11 ไปอีกข้าง

ดูวิธีทำ
  1. ถอดรากที่สองทั้งสองข้าง x+1=±7x + 1 = \pm\sqrt{7}
  2. ย้าย 11 ไปข้างขวา x=−1+7x = -1 + \sqrt{7} หรือ x=−1−7x = -1 - \sqrt{7}

ประมาณได้ x≈1.65x \approx 1.65 หรือ x≈−3.65x \approx -3.65

ข้อ 5 เติมให้เป็นกำลังสองสมบูรณ์

ระดับกลาง

ทำสมการ x2−6x−2=0x^2 - 6x - 2 = 0 ให้อยู่ในรูป (x+p)2=q(x + p)^2 = q จะได้สมการใด

คำตอบ

คำใบ้ขั้นที่ 1

ย้าย −2-2 ไปข้างขวาก่อน ได้ x2−6x=2x^2 - 6x = 2

คำใบ้ขั้นที่ 2

ครึ่งหนึ่งของ −6-6 คือ −3-3 ต้องเติม 99 ทั้งสองข้าง

ดูวิธีทำ
  1. ย้ายค่าคงตัว x2−6x=2x^2 - 6x = 2
  2. ครึ่งหนึ่งของ −6-6 คือ −3-3 ยกกำลังสองได้ 99 เติมทั้งสองข้าง x2−6x+9=11x^2 - 6x + 9 = 11
  3. ได้ (x−3)2=11(x - 3)^2 = 11 ต่อไปจะแก้ได้ x=3±11x = 3 \pm \sqrt{11}

ข้อ 6 ใช้สูตรสมการกำลังสอง

ระดับกลาง

แก้สมการ 2x2=1−3x2x^2 = 1 - 3x ตอบทุกคำตอบ คั่นด้วยจุลภาค

พิมพ์รากที่สองเป็น sqrt(17) และใส่วงเล็บตัวเศษ เช่น (-3+sqrt(17))/4

คำใบ้ขั้นที่ 1

จัดให้ข้างหนึ่งเป็นศูนย์ก่อน 2x2+3x−1=02x^2 + 3x - 1 = 0 แล้วเขียน aa bb cc

คำใบ้ขั้นที่ 2

b2−4ac=32−4(2)(−1)b^2 - 4ac = 3^2 - 4(2)(-1) ระวังเครื่องหมายของ cc

ดูวิธีทำ
  1. จัดรูป 2x2+3x−1=02x^2 + 3x - 1 = 0 ได้ a=2a = 2 b=3b = 3 c=−1c = -1
  2. b2−4ac=9−4(2)(−1)=9+8=17b^2 - 4ac = 9 - 4(2)(-1) = 9 + 8 = 17
  3. x=−3±172(2)=−3±174x = \dfrac{-3 \pm \sqrt{17}}{2(2)} = \dfrac{-3 \pm \sqrt{17}}{4}

ประมาณได้ x≈0.28x \approx 0.28 หรือ x≈−1.78x \approx -1.78

ข้อ 7 มีคำตอบเดียว

ระดับยาก

หาค่า kk ที่ทำให้สมการ x2−6x+k=0x^2 - 6x + k = 0 มีคำตอบเพียงคำตอบเดียว

คำใบ้ขั้นที่ 1

สมการมีคำตอบเดียวเมื่อ b2−4ac=0b^2 - 4ac = 0

คำใบ้ขั้นที่ 2

ในที่นี้ a=1a = 1 b=−6b = -6 c=kc = k

ดูวิธีทำ
  1. มีคำตอบเดียวเมื่อ b2−4ac=0b^2 - 4ac = 0
  2. (−6)2−4(1)(k)=0(-6)^2 - 4(1)(k) = 0 ได้ 36−4k=036 - 4k = 0 จึงได้ k=9k = 9
  3. ตรวจ x2−6x+9=(x−3)2=0x^2 - 6x + 9 = (x - 3)^2 = 0 มีคำตอบเดียวคือ x=3x = 3

ข้อ 8 แปลงดอกไม้หน้าเสาธง

ระดับกลาง

แปลงดอกไม้หน้าเสาธงของโรงเรียนเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ด้านยาวยาวกว่าด้านกว้าง 3 เมตร และมีพื้นที่ 40 ตารางเมตร ด้านกว้างของแปลงยาวกี่เมตร

เมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

ให้ด้านกว้างยาว xx เมตร ด้านยาวคือ x+3x + 3 เมตร

คำใบ้ขั้นที่ 2

ได้สมการ x(x+3)=40x(x + 3) = 40 จัดให้ข้างหนึ่งเป็นศูนย์แล้วแยกตัวประกอบ

ดูวิธีทำ
  1. ให้ด้านกว้าง xx เมตร ด้านยาว x+3x + 3 เมตร
  2. x(x+3)=40x(x + 3) = 40 ได้ x2+3x−40=0x^2 + 3x - 40 = 0
  3. (x+8)(x−5)=0(x + 8)(x - 5) = 0 ได้ x=−8x = -8 หรือ x=5x = 5
  4. ความยาวติดลบไม่ได้ ด้านกว้างยาว 5 เมตร ด้านยาว 8 เมตร ตรวจ 5×8=405 \times 8 = 40

ข้อ 9 การ์ดอวยพรปีใหม่

ระดับกลาง

ก่อนปิดเทอม นักเรียนทุกคนในห้องหนึ่งเขียนการ์ดอวยพรปีใหม่ให้เพื่อนร่วมห้องทุกคนคนละหนึ่งใบ ไม่เขียนให้ตัวเอง นับการ์ดทั้งหมดได้ 870 ใบ ห้องนี้มีนักเรียนกี่คน

คน

คำใบ้ขั้นที่ 1

ถ้าห้องมี nn คน แต่ละคนเขียนการ์ดให้เพื่อนคนอื่นกี่ใบ

คำใบ้ขั้นที่ 2

ได้สมการ n(n−1)=870n(n - 1) = 870 หาสองจำนวนที่คูณกันได้ −870-870 บวกกันได้ −1-1

ดูวิธีทำ
  1. ให้ห้องมีนักเรียน nn คน แต่ละคนเขียนการ์ดให้เพื่อน n−1n - 1 ใบ
  2. การ์ดทั้งหมด n(n−1)=870n(n - 1) = 870 ได้ n2−n−870=0n^2 - n - 870 = 0
  3. 30×29=87030 \times 29 = 870 จึงแยกได้ (n−30)(n+29)=0(n - 30)(n + 29) = 0 ได้ n=30n = 30 หรือ n=−29n = -29
  4. จำนวนคนติดลบไม่ได้ ห้องนี้มีนักเรียน 30 คน

ข้อ 10 ลูกบอลตกถึงพื้น

ระดับยาก

โยนลูกบอลขึ้นจากมือที่ความสูง 1.5 เมตร ความสูงของลูกบอลเมื่อเวลาผ่านไป tt วินาทีคือ h=1.5+12t−5t2h = 1.5 + 12t - 5t^2 เมตร ลูกบอลตกถึงพื้นเมื่อเวลาผ่านไปกี่วินาที ตอบเป็นทศนิยมสองตำแหน่ง

วินาที

คำใบ้ขั้นที่ 1

ลูกบอลถึงพื้นเมื่อ h=0h = 0 ได้ 5t2−12t−1.5=05t^2 - 12t - 1.5 = 0 คูณด้วย 22 ให้หมดทศนิยม

คำใบ้ขั้นที่ 2

ใช้สูตรกับ 10t2−24t−3=010t^2 - 24t - 3 = 0 แล้วเลือกคำตอบที่เป็นบวก

ดูวิธีทำ
  1. ถึงพื้นเมื่อ h=0h = 0 ได้ 1.5+12t−5t2=01.5 + 12t - 5t^2 = 0 คูณด้วย −2-2 ได้ 10t2−24t−3=010t^2 - 24t - 3 = 0
  2. b2−4ac=(−24)2−4(10)(−3)=576+120=696b^2 - 4ac = (-24)^2 - 4(10)(-3) = 576 + 120 = 696
  3. t=24±69620t = \dfrac{24 \pm \sqrt{696}}{20} ได้ t≈24+26.3820≈2.52t \approx \dfrac{24 + 26.38}{20} \approx 2.52 หรือ t≈24−26.3820≈−0.12t \approx \dfrac{24 - 26.38}{20} \approx -0.12
  4. เวลาที่ติดลบคือก่อนโยน ใช้ไม่ได้ ลูกบอลตกถึงพื้นเมื่อเวลาผ่านไปประมาณ 2.52 วินาที