Arabski sposób rozwiązywania równań kwadratowych
Perski matematyk Alchwarizmi w dziele Hisab al-dżabr wa-al mukabala czyli
Sztuka redukcji i przenoszenia zawarł swoje rozważania na temat rozwiązań
równań liniowych i kwadratowych. Praca zawiera kompletne rozwiązania równań stopnia pierwszego i drugiego.
Ponieważ nie uznawano wówczas liczb ujemnych, równań kwadratowych były trzy rodzaje.
x2 + ax = b,
x2 + b = ax,
x2 = ax + b,
A oto arabski sposób rozwiązywania równań kwadratowych x2 + ax = b
Kreślimy kwadrat o boku długości A, wycinamy w rogu kwadrat o boku x. W przeciwległym
rogu kwadrat o największym możliwym boku B. Kwadrat dopełniają dwa prostokąty o bokach
x i B. Mamy równanie
A2 = x2 + B2 + 2Bx.
Znamy wartości a i b, poszukujemy A i B.
, , ,
Ostatecznie ,
Rozważmy przykład x2 + 12x = 45
Wykreślmy kwadrat o boku x, dorysujmy prostokąty, których jeden z boków jest równy połowie
współczynnika przy x, czyli 6. Zacieniowaną figurę na rysunku, utworzoną z kwadratu i
dwóch prostokątów, greccy matematycy nazywali gnomonem. Nasz gnomon
x2 + 12x ma pole równe 45. Dopełniamy nasz gnomon do pełnego kwadratu, którego
bok ma długość x + 6. Pole całego kwadratu równe jest 45 + 36 = 81. Otrzymujemy równanie
(x + 6)2 = 81, skąd x + 6 = 9. Zostało oczywiście pominięte nieznane wtenczas
rozwiązanie ujemne, ostatecznie otrzymujemy x = 3.
Zastosujmy tą metodę dla równania kwadratowego innego typu niż podane powyżej, na przykład
x2 + 8x + 7 = 0
Po przekształceniu otrzymujemy x2 + 8x = -7.
Pole gnomonu musi więc równać się -7! Pomimo tej niedorzeczności liczmy dalej sposobem arabskim.
Bok małego kwadratu równy jest 4, więc pole jego wynosi 16. Cały kwadrat ma więc pole -7 + 16 = 9.
Mamy więc (x + 4)2 = 9, stąd x + 4 = 3 lub x + 4 = -3, Otrzymujemy dwa
rozwiązania x = -1 lub x = -7, które są poprawne, pomimo iż po drodze spotkaliśmy
niedorzeczność. Ten sposób zawsze działa, można więc rozwiązywać równania kwadratowe bez odwoływania się
popularnej delty.