Capitolo 1: Equazioni di 2° grado

Introduzione alla forma base e al concetto di soluzioni!

Introduzione: Dalle Lineari alle Quadratiche

Nel corso precedente, abbiamo esplorato le equazioni lineari (di primo grado), dove la variabile incognita appariva con esponente massimo 1. Ora, faremo un passo avanti per introdurre le equazioni di 2° grado (o equazioni quadratiche), in cui la variabile incognita compare elevata al quadrato.

Queste equazioni sono fondamentali in molte aree della matematica, della fisica e dell'ingegneria, in quanto descrivono fenomeni che non sono lineari, come il moto dei proiettili, le traiettorie paraboliche o le forme di alcune strutture.

Forma Canonica (o Normale) dell'Equazione di 2° grado

Un'equazione di 2° grado, una volta ridotta ai minimi termini e riorganizzata, assume la forma canonica:

$$ ax^2 + bx + c = 0 $$

Dove:

Questa è un'equazione completa. Vedremo in seguito che esistono anche forme incomplete.

Significato dei Coefficienti

Soluzioni di un'Equazione di 2° grado

A differenza delle equazioni lineari che hanno una sola soluzione (o infinite, o nessuna), un'equazione di 2° grado può avere:

Il numero e la natura delle soluzioni dipendono dal discriminante ($\Delta$), un valore che calcoleremo nel prossimo capitolo utilizzando i coefficienti $a$, $b$ e $c$.

Esempi Guidati: Riconoscere i Coefficienti

Esempio 1: Identificare i coefficienti

Data l'equazione $2x^2 - 5x + 3 = 0$, identifica i coefficienti $a, b, c$.

Soluzione:

Confrontando con la forma $ax^2 + bx + c = 0$:

$a = 2$

$b = -5$

$c = 3$

Esempio 2: Equazione con termini mancanti (ma completa)

Identifica i coefficienti nell'equazione $x^2 + 7x = 0$.

Soluzione:

L'equazione può essere riscritta come $x^2 + 7x + 0 = 0$.

Confrontando con $ax^2 + bx + c = 0$:

$a = 1$ (il coefficiente di $x^2$ quando non è esplicitato è 1)

$b = 7$

$c = 0$

Esempio 3: Equazione con solo termine quadratico e noto

Identifica i coefficienti nell'equazione $3x^2 - 12 = 0$.

Soluzione:

L'equazione può essere riscritta come $3x^2 + 0x - 12 = 0$.

Confrontando con $ax^2 + bx + c = 0$:

$a = 3$

$b = 0$

$c = -12$

Esempio 4: Riconoscere se è di 2° grado

L'equazione $5x - 4 = 0$ è un'equazione di 2° grado?

Soluzione:

No, questa è un'equazione di 1° grado (lineare) perché il termine con $x^2$ è assente (cioè, il suo coefficiente $a=0$).

Esempio 5: Riscrivere in forma canonica

Riscrivi l'equazione $x^2 = 3x - 2$ in forma canonica $ax^2 + bx + c = 0$ e identifica i coefficienti.

Soluzione:

Per portarla in forma canonica, dobbiamo spostare tutti i termini al lato sinistro dell'uguaglianza, cambiando il segno:

$x^2 - 3x + 2 = 0$

Ora identifichiamo i coefficienti:

$a = 1$

$b = -3$

$c = 2$

Quesiti a Risposta Multipla

1. Qual è la forma canonica di un'equazione di 2° grado?

2. Nell'equazione $ax^2 + bx + c = 0$, quale coefficiente non può essere zero?

3. Nell'equazione $x^2 - 3x + 1 = 0$, quanto vale il coefficiente $b$?

4. Quante soluzioni reali può avere un'equazione di 2° grado?

5. Nell'equazione $2x^2 - 8 = 0$, quanto vale il coefficiente $c$?

Esercizi di Identificazione

1. Per l'equazione $3x^2 + 6x - 9 = 0$, identifica $a, b, c$.

2. Per l'equazione $-x^2 + 4x = 0$, identifica $a, b, c$.

3. Per l'equazione $5x^2 - 20 = 0$, identifica $a, b, c$.

4. L'equazione $x^2 = x + 6$ è di 2° grado? Se sì, riscrivila in forma canonica e identifica i coefficienti.

5. L'equazione $(x-1)(x+2) = 0$ è di 2° grado? Se sì, riscrivila in forma canonica e identifica i coefficienti.