Учебник
Алгебра, 9 класс

Биквадратным уравнением    называется уравнение вида    $ax^4 + bx^2 + c = 0$.

Для решения биквадратных уравнений     $x^2$      заменяется на любую другую букву, например на   $y$, то есть:
если     $x^2 = y$,       то         $ax^4 + bx^2 + c = a\left(x^2\right)^2+b\left(x^2\right)+c$        $\Rightarrow$       $ay^2 + by + c = 0$    .
Следовательно, относительно     $y$,   уравнение получается квадратным   и решается по обычным формулам корней квадратного уравнения, а затем вычисляются корни биквадратного уравнения, если они есть.

Порядок действий при решении биквадратных уравнений    $ax^4 + bx^2 + c = 0$:
    *      Ввести новую переменную     $y=x^2$;
    *       Подставить данную переменную в исходное уравнение       $ay^2 + by + c = 0$;
    *      Решить квадратное уравнение   относительно новой переменной     $y$;
    *      Найденные корни ($y_1;y_2$)   подставить в нашу переменную: $x^2=y_1$ ,   $x^2=y_2$   ;    решить эти простейшие квадратные
           уравнения    -   это и будут корни исходного биквадратного уравнения.

Пример 1:                   Решить уравнение            $x^4-29x^2+100=0$      

  • вопрос к данному уравнению :   " каким числом должно быть неизвестное     $x$, чтобы левая и правя часть сравнялись?"
  • но легче ответить на   вопрос: " каким должно быть      $x^2$,    чтобы       $\left(x^2\right)^2-29\cdot\left(x^2\right)+100=0$     было справедливым ?"
  • ответив на этот вопрос, мы узнаем   $x^2$     $\Rightarrow $ легко найти   $x$    .      например: если    $x^2 =9$    $\Rightarrow $     очевидно    $x=-3$ и $3$ .
  • перефразируем вопрос    про    $x^2$:    каким   может быть      $y$,     чтобы   уравнение   $\left(y\right)^2-29\cdot\left(y\right)+100=0$     выполнялось ?
  • а это уже квадратное уравнение   и   мы знаем   как его решать.
  • Стратегия: вместо того, чтобы сразу искать    $x$, сперва будем искать    "выражение от $x$", назвав его новой переменной   $y$.
  • перепишем уравнение "на языке"   $y$   и   найдем   его    корни, затем по числовым значениям    $y$     найдем "старое"     $x$.
  • Такая последовательность действий называется    Методом Замены:
  • a)   введение     $y=$формула замены;        б) составление   уравнения подстановки   на языке     $y$.
  • замена        $y=x^2$           подстановка      $y^2-29\cdot y+100=0$                $\Leftrightarrow$
  • вычислим Дискриминант      $D=29^2-4\cdot100=\left(29-20\right)\cdot\left(29+20\right)$    и    найдем    $y$   - корни     $y=4$ ,   $y=25$.
  • для каждого    $y$    - решения найдем "свои"       $x$     -значения.       возвращаемся к     $x$     по формулам замены:
  • возврат 1-го    y- корня      $\Leftrightarrow$        $x^2=4$    $\Rightarrow$    его решения $x=2$    ,    $x=-2$
  • возврат 2-го    y- корня      $\Leftrightarrow$        $x^2=25$   $\Rightarrow$     $x=-5$   ,    $x=5$.
  •    Ответ:    $x=-5$, $x=-2$ ,   $x=2$ , $x=5$.

Пример 2:                   Решить уравнение       $4\cdot t^4-49\cdot t^2=0$    

  • это биквадратное уравнение можно решить методом замены, но можно поступить проще   и   вынести за скобки множитель:
  • $t^2\left(4\cdot t^2-49\right)=0$      $\Rightarrow $       произведение $= 0$      $\Rightarrow $   распад   на случаи:       $t^2=0$      и      $4\cdot t^2-49=0$   .
  • найдем корни каждого   уравнения.                              Ответ:           $t=0$     ,     $t=-\frac{7}{2}$    ,      $t=\frac{7}{2}$   .

Пример 3:                   Решить уравнение       $x^2-6x-\left(x-3\right)^4+21=0$     

  • для метода замены нужно   "узреть" повторяющееся выражение и назвать его новым неизвестным    ,      вроде    на первый
  • взгляд    такого не наблюдается.      но    приглядимся     к    $x^2-6x$   и    $\left(x-3\right)^4$     .   сделаем эквивалентное,
  • не меняющее суть, изменение        $x^2-6x+9-\left(x-3\right)^4+21-9=0$       $\Leftrightarrow$     $\left(x-3\right)^2-\left(x-3\right)^4+12=0$
  • вот   и    "нарисовалось"    одинаковое       повторяющееся выражение    ,   так    небольшой   "переделкой"   мы   получили
  • уравнение   для    Метода Замены:      если     $y=\left(x-3\right)^2$    ,      то     $y-y^2+12=0$         $\Rightarrow$      $y=4$     и    $y=-3$ .
  • составляем      уравнения возвратов      по замене       $\left(x-3\right)^2=y$:
  • возврат 1-го     $y$ - значения     $\Rightarrow$         $\left(x-3\right)^2=4$          $\Rightarrow$           $x=5$     и      $x=1$   ;
  • возврат 2-го     $y$ - значения     $\Rightarrow$         $\left(x-3\right)^2=-3$       $\Rightarrow$        нет решений.                      Ответ:       $x=5$    ,      $x=1$   .

Пример 4:                   Решить уравнение    с радикалом     $x^2+6x+24=10\sqrt{x^2+6x}$   

  • можно сделать замену всего радикала      $y=\sqrt{x^2+6x}$      .    очевидно равенство их квадратов      $x^2+6x=y^2$
  • подставим    замену в уравнение        $\Rightarrow $      обычное квадратное уравнение $y^2+24=10y$   ,     приведем его
  • к   каноническому   виду       $y^2-10y+24=0$     .    решим через    упрощенную   формулу       $\Rightarrow $      $y=4$    ,    $y=6$.
  • теперь, возврат замены       $\sqrt{x^2+6x}=y$   .   для каждого найденного      $y$    найдем    соответствующие    $x$ - решения:
  • $\sqrt{x^2+6x}=4$    ,     возведем обе части в квадрат, получим     $x^2+6x=16$       $\Rightarrow $      $x=-3+5=2$   ,     $x=-8$   ;
  • $\sqrt{x^2+6x}=6$    ,    возведение в квадрат приведет    к      $x^2+6x=36$       $\Rightarrow $      $x=-3+\sqrt{45}$    ,      $x=-3-3\sqrt{5}$ .   
  •    Ответ:          $x=-8$      ,      $x=2$    ,       $x=-3+3\sqrt{5}$      ,     $x=-3-3\sqrt{5}$      (четыре корня).

Интерактивная Доска

Упражнения: