تجاوز إلى المحتوى الرئيسي

المعادلة من الدرجة الثانية من أول ما يصادفه تلميذ السنة الأولى ثانوي في الرياضيات، ثم تعود معه في كل سنة: في دراسة الدوال وفي التحليل وفي حل المسائل. والبداية الصحيحة ليست حفظ قانون الحل، بل فهم من أين يأتي. تشرح هذه الصفحة الشكل النموذجي لثلاثي الحدود، وكيف يخرج منه المميز ⁦Δ⁩ وحالات الحل الثلاث، ثم تعطي أمثلة وحيلًا سريعة وأخطاء شائعة وتمارين بحلولها.

ثلاثي الحدود

عبارة من الشكل ⁦a x² + b x + c⁩ حيث ⁦a⁩ و ⁦b⁩ و ⁦c⁩ أعداد حقيقية و ⁦a ≠ 0⁩ تسمى ثلاثي حدود من الدرجة الثانية، لأن فيها ثلاثة حدود. وحل المعادلة ⁦a x² + b x + c = 0⁩ معناه إيجاد قيم ⁦x⁩ التي تجعل العبارة تساوي الصفر.

الشكل النموذجي

نأخذ ⁦a⁩ عاملًا مشتركًا: ⁦a x² + b x + c = a × (x² + (b / a) x + c / a)⁩. نلاحظ أن ⁦(x + b / (2a))² = x² + (b / a) x + b² / (4a²)⁩، ومنه ⁦x² + (b / a) x = (x + b / (2a))² − b² / (4a²)⁩. نعوّض ونوحد المقامات فنجد:

⁦a x² + b x + c = a × [ (x + b / (2a))² − Δ / (4a²) ]⁩ حيث ⁦Δ = b² − 4ac⁩

هذه الكتابة هي الشكل النموذجي. تكفيك معرفة نتيجتها، لكن فهم خطواتها يجعلك تتحقق من نفسك إن نسيت. الرمز ⁦Δ⁩ (دلتا) يسمى مميز المعادلة.

الحالات الثلاث للمميز

المعادلة ⁦a x² + b x + c = 0⁩ تكافئ ⁦(x + b / (2a))² = Δ / (4a²)⁩، والطرف الأيسر مربع فلا يكون سالبًا. ومنه:

  • إذا كان ⁦Δ > 0⁩: للمعادلة حلان حقيقيان مختلفان ⁦x₁ = (−b − √Δ) / (2a)⁩ و ⁦x₂ = (−b + √Δ) / (2a)⁩.
  • إذا كان ⁦Δ = 0⁩: للمعادلة حل واحد مضاعف ⁦x₀ = −b / (2a)⁩.
  • إذا كان ⁦Δ < 0⁩: لا حل حقيقي للمعادلة، لأن مربعًا لا يساوي عددًا سالبًا.

وفي الحالتين الأوليين يمكن تحليل ثلاثي الحدود: ⁦a x² + b x + c = a (x − x₁)(x − x₂)⁩، وفي حالة ⁦Δ = 0⁩ يصبح ⁦a (x − x₀)²⁩.

حيل تسرّع الحل

  • إذا كان ⁦c = 0⁩: نحلل بإخراج ⁦x⁩ عاملًا مشتركًا: ⁦a x² + b x = x (a x + b)⁩، فالحلان ⁦0⁩ و ⁦−b / a⁩.
  • إذا كان ⁦b = 0⁩: ⁦a x² + c = 0⁩ تعطي ⁦x² = −c / a⁩، فيوجد حلان ⁦±√(−c / a)⁩ إذا كان ⁦−c / a > 0⁩، ولا حل إن كان سالبًا.
  • إذا كان ⁦a + b + c = 0⁩: فالعدد 1 حل، والحل الآخر ⁦c / a⁩. وإذا كان ⁦a − b + c = 0⁩ فالعدد ⁦−1⁩ حل والآخر ⁦−c / a⁩.
  • للتحقق من حلين: مجموعهما ⁦x₁ + x₂ = −b / a⁩ وجداؤهما ⁦x₁ × x₂ = c / a⁩.

متى أحلل ومتى أستعمل المميز؟

قبل أن تحسب المميز، ألقِ نظرة على المعادلة. إذا ظهر لك عامل مشترك أو متطابقة شهيرة فالتحليل أسرع. فالمعادلة ⁦x² − 9 = 0⁩ تُحل مباشرة بالمتطابقة الشهيرة ⁦(x − 3)(x + 3) = 0⁩، والمعادلة ⁦x² − 5x + 6 = 0⁩ تُحلل بالبحث عن عددين مجموعهما 5 وجداؤهما 6، وهما 2 و 3، فتصبح ⁦(x − 2)(x − 3) = 0⁩ ومنه الحلان 2 و 3. أما إذا كانت المعاملات كبيرة أو كسرية، أو لم تظهر لك طريقة التحليل بسرعة، فالمميز هو الطريقة التي تعمل في كل الأحوال. والطريقتان لا تتعارضان: استعمل التحليل حين يظهر لك، والمميز حين لا يظهر، وتحقق من جوابك بعلاقتي المجموع والجداء.

أمثلة محلولة

مثال 1. ⁦2x² − 5x + 3 = 0⁩. هنا ⁦Δ = 25 − 24 = 1 > 0⁩، فالحلان ⁦x = (5 ± 1) / 4⁩، أي ⁦3 / 2⁩ و ⁦1⁩. تحقق بالحيلة: ⁦a + b + c = 2 − 5 + 3 = 0⁩ فالعدد 1 حل، والآخر ⁦c / a = 3 / 2⁩.

مثال 2. ⁦x² − 6x + 9 = 0⁩. ⁦Δ = 36 − 36 = 0⁩، فللمعادلة حل مضاعف ⁦x = 3⁩. وفعلًا العبارة تساوي ⁦(x − 3)²⁩.

مثال 3. ⁦x² + x + 1 = 0⁩. ⁦Δ = 1 − 4 = −3 < 0⁩، فلا حل حقيقي.

مثال 4 (مسألة). مستطيل محيطه 20 وساحته 21. إذا كان طول أحد ضلعيه ⁦x⁩ فالآخر ⁦10 − x⁩، والمساحة ⁦x (10 − x) = 21⁩، أي ⁦x² − 10x + 21 = 0⁩. هنا ⁦Δ = 100 − 84 = 16⁩، فالحلان ⁦x = (10 ± 4) / 2⁩، أي 7 و 3. بعدا المستطيل 7 و 3.

مثال 5 (معادلة تؤول إلى الدرجة الثانية). ⁦x⁴ − 5x² + 4 = 0⁩. نضع ⁦t = x²⁩ مع ⁦t ≥ 0⁩، فتصبح ⁦t² − 5t + 4 = 0⁩ أي ⁦(t − 1)(t − 4) = 0⁩، فـ ⁦t = 1⁩ أو ⁦t = 4⁩، ومنه ⁦x = ±1⁩ أو ⁦x = ±2⁩.

مثال 6. ⁦x + 1 / x = 5 / 2⁩ مع ⁦x ≠ 0⁩. نضرب في ⁦x⁩ فنجد ⁦x² − (5 / 2) x + 1 = 0⁩، أي ⁦2x² − 5x + 2 = 0⁩. هنا ⁦Δ = 25 − 16 = 9⁩، فالحلان ⁦x = (5 ± 3) / 4⁩، أي 2 و ⁦1 / 2⁩.

أخطاء شائعة

  • قراءة المعاملات قبل أن تنقل كل الحدود إلى طرف واحد ويصبح الطرف الآخر صفرًا.
  • أخطاء الإشارات. إذا كان ⁦b = −5⁩ فإن ⁦−b = 5⁩، و ⁦b² = 25⁩ وليس ⁦−25⁩. اكتب القيمة بين قوسين عند التعويض.
  • نسيان ⁦2a⁩ في المقام، أو قسمة جزء من البسط فقط.
  • القسمة على ⁦x⁩ في معادلة ما، فيضيع الحل ⁦x = 0⁩. أخرج ⁦x⁩ عاملًا مشتركًا بدل القسمة.
  • القول إن المعادلة لها حل عندما يكون ⁦Δ < 0⁩. في هذه الحالة لا حل في ℝ.
  • كتابة ⁦Δ = b² − 4ac⁩ بتبديل الإشارة أو بنسيان الجداء ⁦4 × a × c⁩.

تمارين للتدرب

  1. حل ⁦x² − 7x + 12 = 0⁩.
  2. حل ⁦3x² + 2x − 1 = 0⁩.
  3. حل ⁦4x² − 4x + 1 = 0⁩.
  4. حل ⁦x² + 2x + 5 = 0⁩.
  5. حلل ⁦x² − x − 6⁩.

الحلول:

  1. ⁦Δ = 49 − 48 = 1⁩، فـ ⁦x = (7 ± 1) / 2⁩، أي 4 و 3.
  2. ⁦Δ = 4 + 12 = 16⁩، فـ ⁦x = (−2 ± 4) / 6⁩، أي ⁦1 / 3⁩ و ⁦−1⁩. وهذا يوافق الحيلة: ⁦a − b + c = 3 − 2 − 1 = 0⁩.
  3. ⁦Δ = 16 − 16 = 0⁩، فالحل المضاعف ⁦x = 1 / 2⁩.
  4. ⁦Δ = 4 − 20 = −16 < 0⁩، فلا حل حقيقي.
  5. ⁦Δ = 1 + 24 = 25⁩، فالجذران ⁦x = (1 ± 5) / 2⁩، أي 3 و ⁦−2⁩، ومنه ⁦x² − x − 6 = (x − 3)(x + 2)⁩.

الشرح المصوّر وملفات المراجعة

لمن يفضل المتابعة بالصوت والصورة، يعرض الأستاذ سليم مختارة في فيديو «حل معادلات من الدرجة الثانية (المميز دلتا)» الدرس في نحو ثلاث وعشرين دقيقة: يبدأ بالشكل النموذجي ثم يحل المعادلات بحالاتها الممكنة.

وللمراجعة بملف جاهز، اطلع على هذا الملخص في الموقع:

آخر تعديل: 2026.10.21 - 23:55