LE EQUAZIONI DI SECONDO GRADO Un trinomio di

LE EQUAZIONI DI SECONDO GRADO Un trinomio di secondo grado ax 2 + bx + c , funzione della variabile x, assume valori diversi al variare di x in R: per alcuni valori di x è positivo, per altri è negativo, e assume valore zero (0) in corrispondenza delle soluzioni dell’equazione ax 2 + bx + c = 0. Per esempio, del trinomio x 2 - 3 x - 4 , che si scompone nel prodotto (x+1)(x-4), possiamo dire che Si annulla per x = - 1 e per x = 4 È positivo per x < - 1 e per x > 4 È negativo per - 1 < x < 4

Studiare il segno del trinomio è utile per risolvere disequazioni di secondo grado specialmente nel caso in cui il trinomio non è scomponibile. Per affrontare questo problema introduciamo una conica, la parabola, la sua equazione canonica e la sua rappresentazione nel piano cartesiano.

Ad ogni funzione della forma y=f(x), si può associare un grafico nel piano cartesiano. I punti di intersezione di tale grafico con l’asse delle ascisse sono particolarmente importanti e prendono il nome di zeri della funzione. L’importanza di questi punti è legata al fatto che “separano” le parti di grafico che si trovano al di sopra dell’asse delle ascisse da quelle che trovano al di sotto.

Ad esempio se il grafico in figura rappresenta il guadagno di una azienda (sull’asse delle y) al variare delle vendite (sull’asse delle ascisse). L’intervallo colorato di rosso rappresenta una zona di guadagno, quello di verde una zona di perdita mentre i punti di intersezione del grafico con l’asse delle x sono i punti a guadagno zero e segnano il confine fra l’attivo e il passivo dell’azienda. Gli zeri di una funzione y = f(x) sono i punti che hanno ordinata nulla e si possono facilmente calcolare risolvendo l’equazione f(x)=0

ESEMPI Rappresentiamo graficamente le seguenti funzioni e determiniamone gli zeri x + 2 y - 4 = 4 si tratta di una retta il cui grafico è rappresentato in figura; per trovare gli zeri di questa funzione esplicitiamo la sua equazione rispetto a y: y = 2 - ½ x e risolviamo l’equazione 2 - ½ x = 0 da cui x = 4

2) y = 2 x 2 + 5 x + 2 si tratta di una parabola di vertice C = (-5/4 , -9/8 ) il cui grafico è riportato in figura; i suoi zeri si determinano risolvendo l’equazione 2 x 2 + 5 x + 2 = 0 da cui x = - 2 e x = - 1/2

3) y=x 2+2 x+3 la parabola ha vertice A = (-1, 2) ed il suo grafico è in figura. Osservando il disegno possiamo dedurre che la funzione non ha zeri; infatti risolvendo l’equazione x 2 + 2 x + 3 = 0 si ottiene x = - 1 ± √ 1 -3 = -1±√-2. l’equazione non ha soluzioni reali e quindi la parabola non interseca l’asse delle ascisse.

COME DISEGNARE UNA PARABOLA Ricordiamo che la parabola è il luogo geometrico dei punti del piano equidistanti da un punto fisso detto fuoco e da una retta assegnata detta direttrice. Poiché noi ci occuperemo solamente di parabole che hanno la direttrice parallela all’asse delle ascisse la loro equazione è del tipo y = ax 2 + bx + c con a, b, c є R, per disegnare una parabola di questo tipo ci occorre conoscere il vertice di tale conica e le sue intersezioni con l’asse delle ascisse. Sappiamo che le intersezioni con l’asse delle ascisse si calcolano risolvendo l’equazione ax 2+bx+c = 0, mentre per calcolare le coordinate del vertice dobbiamo ricordare le seguenti formule: Vx = -b/2 a , Vy = -∆/4 a. la conoscenza delle coordinate di questi tre punti ci permette di disegnare la conica nel piano cartesiano.

ESEMPI Vogliamo rappresentare nel piano cartesiano la parabola di equazione y = x 2 + 4 x + 1. In questo caso abbiamo a = 1, b = 4, c = 1 , per cui ∆ = 16 – 4 = 12 Ricordando le formule relative alle coordinate del vertice V = ( b/2 a , -∆/4 a ) otteniamo V = (-4/2, - 12/4 ) = (- 2, - 3 ) E risolvendo l’equazione x 2+4 x+1 = 0 si ottiene x 1 = - 0, 27 x 1, 2 = - 4 ± √∆ / 2 = - 4 ± √ 12 / 2 = x 2 = - 3, 73

da cui otteniamo la seguente figura