Решете 4x^2+2x+1=21

$$4 x ^ { 2 } + 2 x + 1 = 21$$

Решаване за x

$$x = -\frac{5}{2} = -2\frac{1}{2} = -2,5$$

$$x=2$$

Стъпки с разлагане на множители чрез групиране

Извадете 21 и от двете страни.

$$4x^{2}+2x+1-21=0$$

Извадете 21 от 1, за да получите -20.

$$4x^{2}+2x-20=0$$

Разделете двете страни на 2.

$$2x^{2}+x-10=0$$

За да се реши уравнението, коефициентът е от лявата страна по групи. Първо, лявата страна трябва да бъде пренаписана като 2x^{2}+ax+bx-10. За да намерите a и b, настройте система, която да бъде решена.

$$a+b=1 ab=2\left(-10\right)=-20$$

Тъй като ab е отрицателен, a и b имат противоположни знаци. Тъй като a+b е положително, положителното число има по-голяма абсолютна стойност от отрицателното. Изброяване на всички тези целочислени двойки, които придават -20 на продукта.

$$-1,20 -2,10 -4,5$$

Изчислете сумата за всяка двойка.

$$-1+20=19 -2+10=8 -4+5=1$$

Решението е двойката, която дава сума 1.

$$a=-4 b=5$$

Напишете 2x^{2}+x-10 като \left(2x^{2}-4x\right)+\left(5x-10\right).

$$\left(2x^{2}-4x\right)+\left(5x-10\right)$$

Фактор, 2x в първата и 5 във втората група.

$$2x\left(x-2\right)+5\left(x-2\right)$$

Разложете на множители общия член x-2, като използвате разпределителното свойство.

$$\left(x-2\right)\left(2x+5\right)$$

За да намерите решения за уравнение, решете x-2=0 и 2x+5=0.

$$x=2 x=-\frac{5}{2}$$

Стъпки с използване на формулата за квадратно уравнение

Всички формули във форма ax^{2}+bx+c=0 може да се решат чрез използване на формулата за корени на квадратното уравнение: \frac{-b±\sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}. Формулата за корени на квадратното уравнение дава две решения, когато ± е събиране, и едно, когато е изваждане.

$$4x^{2}+2x+1=21$$

Извадете 21 и от двете страни на уравнението.

$$4x^{2}+2x+1-21=21-21$$

Изваждане на 21 от самото него дава 0.

$$4x^{2}+2x+1-21=0$$

Извадете 21 от 1.

$$4x^{2}+2x-20=0$$

Това уравнение е в стандартна форма: ax^{2}+bx+c=0. Заместете 4 вместо a, 2 вместо b и -20 вместо c във формулата на квадратното уравнение, \frac{-b±\sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}.

$$x=\frac{-2±\sqrt{2^{2}-4\times 4\left(-20\right)}}{2\times 4}$$

Повдигане на квадрат на 2.

$$x=\frac{-2±\sqrt{4-4\times 4\left(-20\right)}}{2\times 4}$$

Умножете -4 по 4.

$$x=\frac{-2±\sqrt{4-16\left(-20\right)}}{2\times 4}$$

Умножете -16 по -20.

$$x=\frac{-2±\sqrt{4+320}}{2\times 4}$$

Съберете 4 с 320.

$$x=\frac{-2±\sqrt{324}}{2\times 4}$$

Получете корен квадратен от 324.

$$x=\frac{-2±18}{2\times 4}$$

Умножете 2 по 4.

$$x=\frac{-2±18}{8}$$

Сега решете уравнението x=\frac{-2±18}{8}, когато ± е плюс. Съберете -2 с 18.

$$x=\frac{16}{8}$$

Разделете 16 на 8.

$$x=2$$

Сега решете уравнението x=\frac{-2±18}{8}, когато ± е минус. Извадете 18 от -2.

$$x=-\frac{20}{8}$$

Намаляване на дробта \frac{-20}{8} до най-малките членове чрез извличане на корен и съкращаване на 4.

$$x=-\frac{5}{2}$$

Уравнението сега е решено.

$$x=2 x=-\frac{5}{2}$$

Стъпки за допълване до пълен квадрат

Квадратни уравнения като това могат да бъде решени чрез допълване до пълен квадрат. За да допълните до пълен квадрат, уравнението трябва първо да бъде във форма x^{2}+bx=c.

$$4x^{2}+2x+1=21$$

Извадете 1 и от двете страни на уравнението.

$$4x^{2}+2x+1-1=21-1$$

Изваждане на 1 от самото него дава 0.

$$4x^{2}+2x=21-1$$

Извадете 1 от 21.

$$4x^{2}+2x=20$$

Разделете двете страни на 4.

$$\frac{4x^{2}+2x}{4}=\frac{20}{4}$$

Делението на 4 отменя умножението по 4.

$$x^{2}+\frac{2}{4}x=\frac{20}{4}$$

Намаляване на дробта \frac{2}{4} до най-малките членове чрез извличане на корен и съкращаване на 2.

$$x^{2}+\frac{1}{2}x=\frac{20}{4}$$

Разделете 20 на 4.

$$x^{2}+\frac{1}{2}x=5$$

Разделете \frac{1}{2} – коефициента на члена на x – на 2, за да получите \frac{1}{4}. След това съберете квадрата на \frac{1}{4} с двете страни на уравнението. С тази стъпка лявата страна на уравнението става точен квадрат.

$$x^{2}+\frac{1}{2}x+\left(\frac{1}{4}\right)^{2}=5+\left(\frac{1}{4}\right)^{2}$$

Повдигнете на квадрат \frac{1}{4}, като повдигнете на квадрат и числителя, и знаменателя на дробта.

$$x^{2}+\frac{1}{2}x+\frac{1}{16}=5+\frac{1}{16}$$

Съберете 5 с \frac{1}{16}.

$$x^{2}+\frac{1}{2}x+\frac{1}{16}=\frac{81}{16}$$

Разложете на множител x^{2}+\frac{1}{2}x+\frac{1}{16}. Като цяло, когато x^{2}+bx+c е точен квадрат, той винаги може да бъде разложен на множител като \left(x+\frac{b}{2}\right)^{2}.

$$\left(x+\frac{1}{4}\right)^{2}=\frac{81}{16}$$

Получете корен квадратен от двете страни на равенството.

$$\sqrt{\left(x+\frac{1}{4}\right)^{2}}=\sqrt{\frac{81}{16}}$$

Опростявайте.

$$x+\frac{1}{4}=\frac{9}{4} x+\frac{1}{4}=-\frac{9}{4}$$

Извадете \frac{1}{4} и от двете страни на уравнението.

$$x=2 x=-\frac{5}{2}$$