Биквадратное уравнение — это уравнение вида
где a, b и c — числа, причём a≠0.
Биквадратные уравнения решают введением новой переменной x²=t. Так как x²≥0, можем сразу ввести условие на t: t≥0.
По следствию из теоремы Безу, многочлен степени n имеет не больше n разных корней. Следовательно, биквадратное уравнение может иметь 4, 3, 2 корня, 1 корень либо не иметь корней.
Рассмотрим решение биквадратных уравнений на конкретных примерах.
Пусть
тогда
Получили квадратное уравнение. Дискриминант
Оба корня удовлетворяют условию t≥0.
Возвращаемся к исходной переменной:
Решаем неполные квадратные уравнения, и получаем корни
Ответ:
Замена
Так как b= -2 — чётное число, дискриминант можно найти по формуле дискриминанта, делённого на 4:
Второй корень не удовлетворяет условию t≥0. От корня t=4 возвращаемся к исходной переменной
Ответ: ±2.
Замена
тогда
Корни приведённого квадратного уравнения можно найти по теореме, обратной теореме Виета:
Оба корня удовлетворяют условию t≥0. Возвращаемся к исходной переменной:
Ответ: ±3; ±1.
В некоторых случаях вывод о том, что биквадратное уравнение не имеет корней, можно сделать, не решая уравнения.
Так как
то
то есть
не может быть равным нулю, а значит, данное уравнение не имеет корней (Сумма неотрицательных чисел и положительного числа не может равняться нулю).
Ответ: корней нет.
Аналогично, не имеет корней уравнение
(Сумма неположительных чисел и отрицательного числа не может равняться нулю).
Если левая часть биквадратного уравнения представляет собой квадрат разности, удобнее свернуть её по формуле и приравнять эту разность к нулю.
Чтобы избавиться от иррациональности в знаменателе, умножаем числитель и знаменатель дроби на квадратный корень из трёх:
Ответ:
Биквадратные уравнения — первый вид уравнений, решаемых заменой переменной. В дальнейшем этот метод применяется очень часто при решении уравнений из самых разных разделов алгебры.