Quadratic Equation Solver

Introduction

Quadratic equation म्हणजे एक दुसऱ्या डिग्रीचा बहुपद समीकरण एकाच चलामध्ये. याच्या मानक स्वरूपात, एक quadratic equation असे लिहिले जाते:

$ax^2 + bx + c = 0$

जिथे $a$, $b$, आणि $c$ वास्तविक संख्या आहेत आणि $a \neq 0$. $ax^2$ हा quadratic पद आहे, $bx$ हा रेखीय पद आहे, आणि $c$ हा स्थिरांक पद आहे.

हा कॅल्क्युलेटर तुम्हाला $a$, $b$, आणि $c$ गुणांक प्रविष्ट करून quadratic समीकरण सोडवण्याची परवानगी देतो. याने समीकरणाचे मूळ (उपाय) शोधण्यासाठी quadratic सूत्र वापरले आहे आणि परिणामांची स्पष्ट, स्वरूपित आउटपुट प्रदान करते.

How to Use This Calculator

1. गुणांक $a$ प्रविष्ट करा (ज्याला शून्य नसावे)
2. गुणांक $b$ प्रविष्ट करा
3. गुणांक $c$ प्रविष्ट करा
4. परिणामांसाठी आवश्यक अचूकता निवडा (दशांश स्थळांची संख्या)
5. "Solve" बटणावर क्लिक करा
6. कॅल्क्युलेटर मूळ प्रदर्शित करेल (जर ते अस्तित्वात असतील) आणि उपायांच्या स्वरूपाबद्दल अतिरिक्त माहिती प्रदान करेल

Formula

Quadratic सूत्राचा वापर quadratic समीकरणे सोडवण्यासाठी केला जातो. $ax^2 + bx + c = 0$ या स्वरूपातील समीकरणासाठी, उपाय खालीलप्रमाणे दिले जातात:

$x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$

स्क्वेअर रूटच्या खालील पद, $b^2 - 4ac$, याला discriminant म्हणतात. हे मूळांचा स्वरूप ठरवते:

• जर $b^2 - 4ac > 0$, तर दोन भिन्न वास्तविक मूळ आहेत
• जर $b^2 - 4ac = 0$, तर एक वास्तविक मूळ आहे (एक पुनरावृत्ती मूळ)
• जर $b^2 - 4ac < 0$, तर कोणतीही वास्तविक मूळ नाही (दोन जटिल समांतर मूळ)

Calculation

कॅल्क्युलेटर खालील चरणांमध्ये quadratic समीकरण सोडवतो:

1. इनपुटची वैधता तपासा:

   • $a$ शून्य नसावा याची खात्री करा
   • गुणांक वैध श्रेणीत आहेत का ते तपासा (उदा., -1e10 आणि 1e10 यामध्ये)

2. discriminantची गणना करा: $\Delta = b^2 - 4ac$

3. discriminant वर आधारित मूळांचा स्वरूप ठरवा

4. जर वास्तविक मूळ अस्तित्वात असतील, तर quadratic सूत्र वापरून त्यांची गणना करा: $x_1 = \frac{-b + \sqrt{\Delta}}{2a}$ आणि $x_2 = \frac{-b - \sqrt{\Delta}}{2a}$

5. परिणामांना निर्दिष्ट अचूकतेनुसार गोल करा

6. परिणाम प्रदर्शित करा, ज्यामध्ये:

   • मूळांचा स्वरूप
   • मूळांचे मूल्य (जर वास्तविक असतील)
   • मानक स्वरूपातील समीकरण

Input Validation and Error Handling

कॅल्क्युलेटर खालील तपासण्या लागू करतो:

• गुणांक $a$ शून्य नसावा. जर $a = 0$, तर एक त्रुटी संदेश प्रदर्शित केला जातो.
• सर्व गुणांक वैध संख्यात्मक असावे. गैर-सांख्यिकीय इनपुट नाकारले जातात.
• गुणांक एक योग्य श्रेणीत असावे (उदा., -1e10 आणि 1e10 यामध्ये) ओव्हरफ्लो त्रुटी टाळण्यासाठी.

Use Cases

Quadratic समीकरणांचे विविध क्षेत्रांमध्ये अनेक अनुप्रयोग आहेत:

1. भौतिकशास्त्र: प्रक्षिप्त वस्तुमानाचे वर्णन करणे, वस्त्रांचे पडणे काढणे, आणि साधी हार्मोनिक चळवळ विश्लेषित करणे.

2. अभियांत्रिकी: प्रकाश किंवा दूरसंचारासाठी पॅराबोलिक रिफ्लेक्टर डिझाइन करणे, बांधकाम प्रकल्पांमध्ये क्षेत्र किंवा आयतन अनुकूलित करणे.

3. अर्थशास्त्र: पुरवठा आणि मागणी वक्रांचे मॉडेलिंग, नफा कार्यांचा अनुकूलन करणे.

4. संगणक ग्राफिक्स: पॅराबोलिक वक्र आणि पृष्ठभागांचे रेंडरिंग, जिओमेट्रिक आकारांमधील छेदांची गणना करणे.

5. वित्त: संकुचित व्याजाची गणना करणे, पर्याय मूल्यांकन मॉडेल.

6. जीवशास्त्र: मर्यादित घटकांसह लोकसंख्येची वाढ मॉडेलिंग करणे.

Alternatives

Quadratic सूत्र एक शक्तिशाली साधन असले तरी, काही परिस्थितींमध्ये अधिक योग्य असलेले पर्यायी पद्धती आहेत:

1. घटक: संपूर्ण गुणांक आणि सोप्या रेशनल मूळ असलेल्या समीकरणांसाठी, घटक अधिक जलद असू शकतो आणि समीकरणाच्या संरचनेमध्ये अधिक अंतर्दृष्टी प्रदान करू शकतो.

2. चौकट पूर्ण करणे: ही पद्धत quadratic सूत्र व्युत्पन्न करण्यासाठी आणि quadratic कार्ये वर्टेक्स स्वरूपात रूपांतरित करण्यासाठी उपयुक्त आहे.

3. ग्राफिकल पद्धती: quadratic कार्याचे प्लॉटिंग करणे आणि त्याच्या x-छेदांची गणना करणे मूळांचा दृश्य समज प्रदान करू शकते.

4. संख्यात्मक पद्धती: खूप मोठ्या गुणांकांसाठी किंवा उच्च अचूकतेची आवश्यकता असताना, न्यूटन-राफ्सन पद्धती अधिक स्थिर असू शकते.

History

Quadratic समीकरणांचा इतिहास प्राचीन संस्कृतींमध्ये मागे जातो:

• बेबिलोनियन (c. 2000 BC): पूर्ण करण्याच्या तंत्रांचा वापर करून विशिष्ट quadratic समीकरणे सोडवली.
• प्राचीन ग्रीक (c. 400 BC): भौमितिकदृष्ट्या quadratic समीकरणे सोडवली.
• भारतीय गणितज्ञ (c. 600 AD): ब्रह्मगुप्ताने quadratic समीकरणे सोडवण्यासाठी पहिल्या स्पष्ट सूत्र प्रदान केले.
• इस्लामी सुवर्ण युग (c. 800 AD): अल-ख्वारिज्मीने बीजगणितीय पद्धतींचा वापर करून quadratic समीकरणे प्रणालीबद्धपणे सोडवली.
• पुनर्जागरण युरोप: सामान्य बीजगणितीय उपाय (quadratic सूत्र) व्यापकपणे ज्ञात आणि वापरले गेले.

आधुनिक quadratic सूत्र 16 व्या शतकात अंतिम रूपात आले, तरी त्याचे घटक खूप पूर्वीपासून ज्ञात होते.

Examples

येथे विविध प्रोग्रामिंग भाषांमध्ये quadratic समीकरणे सोडवण्यासाठी कोड उदाहरणे आहेत:

1' Excel VBA Function for Quadratic Equation Solver
2Function SolveQuadratic(a As Double, b As Double, c As Double) As String
3    Dim discriminant As Double
4    Dim x1 As Double, x2 As Double
5    
6    discriminant = b ^ 2 - 4 * a * c
7    
8    If discriminant > 0 Then
9        x1 = (-b + Sqr(discriminant)) / (2 * a)
10        x2 = (-b - Sqr(discriminant)) / (2 * a)
11        SolveQuadratic = "दोन वास्तविक मूळ: x1 = " & x1 & ", x2 = " & x2
12    ElseIf discriminant = 0 Then
13        x1 = -b / (2 * a)
14        SolveQuadratic = "एक वास्तविक मूळ: x = " & x1
15    Else
16        SolveQuadratic = "कोणतीही वास्तविक मूळ नाही"
17    End If
18End Function
19' Usage:
20' =SolveQuadratic(1, 5, 6)
21

1import math
2
3def solve_quadratic(a, b, c):
4    discriminant = b**2 - 4*a*c
5    if discriminant > 0:
6        x1 = (-b + math.sqrt(discriminant)) / (2*a)
7        x2 = (-b - math.sqrt(discriminant)) / (2*a)
8        return f"दोन वास्तविक मूळ: x₁ = {x1:.2f}, x₂ = {x2:.2f}"
9    elif discriminant == 0:
10        x = -b / (2*a)
11        return f"एक वास्तविक मूळ: x = {x:.2f}"
12    else:
13        return "कोणतीही वास्तविक मूळ नाही"
14
15# Example usage:
16print(solve_quadratic(1, 5, 6))
17

1function solveQuadratic(a, b, c) {
2  const discriminant = b * b - 4 * a * c;
3  if (discriminant > 0) {
4    const x1 = (-b + Math.sqrt(discriminant)) / (2 * a);
5    const x2 = (-b - Math.sqrt(discriminant)) / (2 * a);
6    return `दोन वास्तविक मूळ: x₁ = ${x1.toFixed(2)}, x₂ = ${x2.toFixed(2)}`;
7  } else if (discriminant === 0) {
8    const x = -b / (2 * a);
9    return `एक वास्तविक मूळ: x = ${x.toFixed(2)}`;
10  } else {
11    return "कोणतीही वास्तविक मूळ नाही";
12  }
13}
14
15// Example usage:
16console.log(solveQuadratic(1, 5, 6));
17

1public class QuadraticSolver {
2    public static String solveQuadratic(double a, double b, double c) {
3        double discriminant = b * b - 4 * a * c;
4        if (discriminant > 0) {
5            double x1 = (-b + Math.sqrt(discriminant)) / (2 * a);
6            double x2 = (-b - Math.sqrt(discriminant)) / (2 * a);
7            return String.format("दोन वास्तविक मूळ: x₁ = %.2f, x₂ = %.2f", x1, x2);
8        } else if (discriminant == 0) {
9            double x = -b / (2 * a);
10            return String.format("एक वास्तविक मूळ: x = %.2f", x);
11        } else {
12            return "कोणतीही वास्तविक मूळ नाही";
13        }
14    }
15
16    public static void main(String[] args) {
17        System.out.println(solveQuadratic(1, 5, 6));
18    }
19}
20

Numerical Examples

1. दोन वास्तविक मूळ:

   • समीकरण: $x^2 + 5x + 6 = 0$
   • गुणांक: $a = 1$, $b = 5$, $c = 6$
   • परिणाम: दोन वास्तविक मूळ: $x_1 = -2.00$, $x_2 = -3.00$

2. एक वास्तविक मूळ (पुनरावृत्ती):

   • समीकरण: $x^2 + 4x + 4 = 0$
   • गुणांक: $a = 1$, $b = 4$, $c = 4$
   • परिणाम: एक वास्तविक मूळ: $x = -2.00$

3. कोणतीही वास्तविक मूळ नाही:

   • समीकरण: $x^2 + x + 1 = 0$
   • गुणांक: $a = 1$, $b = 1$, $c = 1$
   • परिणाम: कोणतीही वास्तविक मूळ नाही

4. मोठे गुणांक:

   • समीकरण: $1000000x^2 + 5000000x + 6000000 = 0$
   • गुणांक: $a = 1000000$, $b = 5000000$, $c = 6000000$
   • परिणाम: दोन वास्तविक मूळ: $x_1 = -1.00$, $x_2 = -4.00$

Graphing Quadratic Functions

Quadratic कार्याचे ग्राफ $f(x) = ax^2 + bx + c$ एक पॅराबोला आहे. quadratic समीकरणाचे मूळ या पॅराबोलाच्या x-छेदांना संबंधित आहे. ग्राफवरील मुख्य बिंदू आहेत:

• शिखर: पॅराबोलाचा सर्वात उच्च किंवा कमी बिंदू, $(-b/(2a), f(-b/(2a)))$ द्वारे दिला जातो
• समरूपता अक्ष: शिखरातून जाणारी एक उभी रेषा, $x = -b/(2a)$ द्वारे दिली जाते
• y-छेद: पॅराबोला जिथे y-अक्ष ओलांडतो, $(0, c)$ द्वारे दिला जातो

पॅराबोलाचा दिशा आणि रुंदी गुणांक $a$ द्वारे ठरवली जाते:

• जर $a > 0$, तर पॅराबोला वरच्या दिशेने उघडतो
• जर $a < 0$, तर पॅराबोला खालच्या दिशेने उघडतो
• $a$ च्या मोठ्या गुणांकामुळे पॅराबोलाचे रुंदी कमी होते

ग्राफ समजून घेणे मूळांचे मूल्य आणि स्वरूप स्पष्टपणे गणना न करता अंतर्दृष्टी प्रदान करू शकते.

References

1. Weisstein, Eric W. "Quadratic Equation." From MathWorld--A Wolfram Web Resource. https://mathworld.wolfram.com/QuadraticEquation.html
2. "Quadratic equation." Wikipedia, Wikimedia Foundation, https://en.wikipedia.org/wiki/Quadratic_equation
3. Larson, Ron, and Bruce Edwards. Calculus. 10th ed., Cengage Learning, 2014.
4. Stewart, James. Calculus: Early Transcendentals. 8th ed., Cengage Learning, 2015.
5. "The History of the Quadratic Equation." ThoughtCo, https://www.thoughtco.com/history-of-the-quadratic-equation-3126340