РУҚА
Задания № 13, 17, 18 · ЕГЭ

Методы решения уравнений

Как выбрать способ решения алгебраического уравнения и проверить полученные корни
6 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Чтобы решить уравнение, недостаточно знать несколько формул: важно увидеть его строение и выбрать подходящий метод. В этом конспекте разобраны разложение на множители, замена переменной, а также графический и функциональный подходы — способы, которые помогают системно решать алгебраические уравнения и задания экзамена.

1. Подготовка и выбор метода

Сначала приведите уравнение к удобному виду и определите область определения уравнения. Проверьте, при каких значениях переменной имеют смысл знаменатели, корни, логарифмы и другие выражения. Затем перенесите все слагаемые в одну часть, если это помогает увидеть общий вид.

D
Уравнение и корень

Уравнение — это равенство, содержащее неизвестную. Корень уравнения — значение неизвестной, при котором равенство становится верным. Решить уравнение — значит найти все его корни или доказать, что корней нет.

Основные вопросы перед началом решения:

  1. Можно ли разложить выражение на множители?
  2. Повторяется ли одно и то же выражение, например \(x^2\) или \(\sqrt{x+1}\)?
  3. Можно ли выразить одну часть уравнения как функцию и сравнить графики?
  4. Не появляются ли посторонние корни после возведения в квадрат, умножения на выражение с переменной или замены?
T
Равносильные преобразования

Преобразования сохраняют множество корней, если выполняются корректно: можно прибавлять одно и то же выражение к обеим частям, умножать обе части на ненулевое число и заменять выражение тождественно равным ему. При потенциально необратимых действиях нужен контроль: после возведения в квадрат, умножения на выражение, содержащего переменную, и замены переменной корни проверяют.

Правила таких преобразований подробно рассматриваются на странице преобразование уравнений, а понятие равносильности — на странице равносильные уравнения.

2. Разложение на множители

Если после переноса всех слагаемых в одну часть получается произведение, применяется правило нулевого произведения. Разложить выражение можно вынесением общего множителя, группировкой, формулами сокращённого умножения, разложением квадратного трёхчлена или выделением удобной замены.

\[A(x)B(x)=0\quad\Longleftrightarrow\quad A(x)=0\ \text{или}\ B(x)=0.\]
T
Правило нулевого произведения

Произведение нескольких множителей равно нулю тогда и только тогда, когда хотя бы один из множителей равен нулю. Поэтому после разложения на множители уравнение заменяют совокупностью более простых уравнений.

Часто полезны формулы \(a^2-b^2=(a-b)(a+b)\) и \(a^3-b^3=(a-b)(a^2+ab+b^2)\). Если многочлен имеет степень выше второй, ищите общий множитель или группировку. Иногда один известный корень позволяет понизить степень многочлена.

\[x^2+px+q=(x-x_1)(x-x_2),\qquad x_1+x_2=-p,\quad x_1x_2=q.\]

После получения кандидатов полезна проверка корней уравнения подстановкой в исходное, а не только в преобразованное.

3. Замена переменной

Замена переменной упрощает уравнение, если одно и то же сложное выражение встречается несколько раз. Обозначьте его новой буквой, решите полученное уравнение, а затем вернитесь к исходной переменной. Метод подробно разобран на странице метод замены переменной в уравнениях.

\[t=\varphi(x),\qquad F(\varphi(x))=0\ \Longrightarrow\ F(t)=0.\]

Важно учитывать ограничения на новую переменную. Например, если \(t=x^2\), то \(t\ge 0\); если \(t=\sqrt{x+1}\), то \(t\ge 0\). Решения уравнения по \(t\), нарушающие это условие, отбрасываются.

№
Какая замена подходит

В уравнении \(x^4-5x^2+4=0\) повторяется выражение \(x^2\). Замена \(t=x^2\) превращает его в квадратное уравнение \(t^2-5t+4=0\), но затем нужно решить обратное условие \(x^2=t\).

Микропроверка

Какое ограничение обязательно учитывать при замене \(t=x^2\)?

4. Разобранный пример: разложение и замена

Решим уравнение экзаменационного уровня \(x^4-5x^2+4=0\). Оно является биквадратным уравнением: степени переменной идут через два, поэтому естественна замена \(t=x^2\).

1
Вводим новую переменную и учитываем её область значений.
\(\displaystyle t=x^2,\qquad t\ge 0\)
2
Подставляем \(x^2=t\) и \(x^4=t^2\).
\(\displaystyle t^2-5t+4=0\)
3
Разлагаем квадратный трёхчлен на множители.
(t-1)(t-4)=0
4
Находим значения новой переменной.
\(\displaystyle t=1\quad\text{или}\quad t=4\)
5
Возвращаемся к \(x\) и решаем два уравнения.
\(\displaystyle x^2=1\Rightarrow x=\pm1;\qquad x^2=4\Rightarrow x=\pm2\)
6
Проверяем найденные значения в исходном уравнении.
\(\displaystyle 1-5+4=0,\qquad 16-20+4=0\)
Ответ

Все корни: \(x\in\{-2,-1,1,2\}\). Замена не должна скрывать условие \(t\ge0\), а найденные корни нужно проверять в исходном уравнении.

5. Графический и функциональный подход

Уравнение \(f(x)=g(x)\) можно рассматривать как задачу о точках пересечения графиков \(y=f(x)\) и \(y=g(x)\). Абсциссы точек пересечения являются корнями уравнения. Иногда удобнее перенести всё в одну часть и исследовать функцию \(h(x)=f(x)-g(x)\): корни уравнения — это нули функции.

−4−3−2−11234−4−224681012xy0y = x² − 4
График функции \(y=x^2-4\) пересекает ось \(Ox\) в точках с абсциссами \(x=-2\) и \(x=2\).

График помогает оценить число корней, найти их приближённые значения и доказать отсутствие решений на промежутке. Но рисунок обычно не заменяет точного вычисления: если требуется точный ответ, корни находят алгебраически или обосновывают свойства функции.

T
Функциональный подход

Если на рассматриваемом промежутке функция \(h(x)=f(x)-g(x)\) строго возрастает или строго убывает, то уравнение \(h(x)=0\) имеет не более одного корня на этом промежутке. Если дополнительно найдено значение, при котором \(h(x)=0\), этот корень единственный.

Для обоснования монотонности используют свойства функций, знак производной в старших классах, оценки или сравнение частей уравнения. Например, если левая часть возрастает, а правая убывает, графики могут пересечься не более одного раза.

!
Частые ошибки

Не делите обе части на выражение, которое может быть равно нулю, без отдельного рассмотрения этого случая. Не возводите обе части в квадрат без последующей проверки: равенство квадратов допускает противоположные по знаку значения. При замене не забывайте обратный переход, ограничения на новую переменную и все ветви корня.

6. Алгоритм решения и контроль ответа

Универсальный порядок действий помогает не потерять корни:

  1. Запишите область допустимых значений.
  2. Упростите выражения и приведите уравнение к удобному виду.
  3. Выберите метод: разложение, замену, графическое исследование или их сочетание.
  4. Решите полученные простейшие уравнения, учитывая ограничения.
  5. Проверьте корни в исходном уравнении.
  6. Запишите ответ в требуемом формате: множество корней или количество корней.
Признак в уравненииПодходящий методЧто контролировать
Произведение равно нулюРазложение на множителиКаждый множитель рассмотреть отдельно
Повторяется \(x^2\), \(x+1\) или другое выражениеЗамена переменнойОбратная замена и ограничения
Две части удобно изобразитьГрафический методТочность и масштаб рисунка
Нужно доказать единственность или отсутствие корнейФункциональный подходМонотонность, знаки и область определения
Q
Быстрый тест по теме

Быстрая проверка

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · разложение
Как решить \((x-3)(x+5)=0\)?
Главное за минуту

Главное

  • Сначала определяйте область допустимых значений и только затем преобразуйте уравнение.
  • Разложение на множители сводит произведение к совокупности простых уравнений.
  • Замена переменной сокращает запись, но требует ограничений и обратной подстановки.
  • Графический метод показывает число и приближённые значения корней, а функциональный подход помогает доказать единственность или отсутствие решений.
  • После необратимых преобразований всегда проверяйте корни в исходном уравнении.