Practicing the Intermediate 2nd Year Maths 2A Textbook Solutions Chapter 3 వర్గసమాసాలు Exercise 3(b) will help students to clear their doubts quickly.
AP Inter 2nd Year Maths 2A Solutions Chapter 3 వర్గసమాసాలు Exercise 3(b)
అభ్యాసం – 3(బి)
I.
ప్రశ్న 1.
 ax2 + 2bx + c = 0, ax2 + 2cx + b = 0, (b ≠ c) వర్గ సమీకరణాలకు ఉమ్మడి మూలం ఉంటే, అప్పుడు a + 4b + 4c = 0 అని చూపండి.
 సాధన:
 ax2 + 2bx + c = 0,
 ax2 + 2cx + b = 0 లకు α ఉమ్మడి మూలం అనుకుంటే
 aα2 + 2bα + c = 0 ……(1)
 aα2 + 2ca + b = 0 …….(2)
 (1) – (2) ⇒ 2α(b – c) + c – b = 0
 2α(b – c) = b – c
 2α = \(\frac{\mathrm{b}-\mathrm{c}}{\mathrm{b}-\mathrm{c}}\) = 1, (∵ b ≠ c)
 α = \(\frac{1}{2}\)
 α = \(\frac{1}{2}\) ను (1) లో ప్రతిక్షేపించగా ax2 + 2bx + c = 0
 \(a\left(\frac{1}{4}\right)+2 b \frac{1}{2}+c=0\)
 ⇒ a + 4b + 4c = 0
 ∴ a + 4b + 4c = 0 కావలసిన నియమం.

ప్రశ్న 2.
 x2 – 6x + 5 = 0, x2 – 12x + p = 0 లకు ఉమ్మడి మూలం ఉంటే, p కనుక్కోండి.
 సాధన:
 x2 – 6x + 5 = 0, x2 – 12x + p = 0 లకు ఉమ్మడి మూలం α అనుకుంటే అప్పుడు
 α2 – 6α + 5 = 0, α2 – 12α + p = 0
 ⇒ α2 – 6α + 5 = 0
 ⇒ (α – 1) (α – 5) = 0
 ⇒ α = 1 లేదా 5
 α = 1 అయిన α2 – 12α + p = 0
 ⇒ 1 – 12 + p = 0
 ⇒ p = 11
 α = 5 అయిన α2 – 12α + p = 0
 ⇒ 25 – 60 + p = 0
 ⇒ p = 35
 ∴ p = 11 లేదా 35
ప్రశ్న 3.
 x2 – 6x + 5 = 0, x2 – 3ax + 35 = 0 లకు ఉమ్మడి మూలం ఉంటే, ‘a’ కనుక్కోండి.
 సాధన:
 x2 – 6x + 5 = 0
 ⇒ (x – 1) (x – 5) = 0
 ⇒ x = 1, x = 5
 Case (i): x = 1 ఉమ్మడి మూలమైన, అది
 x2 – 3ax + 35 = 0 కు కూడ మూలం అగును.
 ⇒ (1)2 – 3a (1) + 35 = 0
 ⇒ a = 12
 Case (ii): x = 5 ఉమ్మడి మూలమైన
 ⇒ (5)2 – 3a(5) + 35 = 0
 ⇒ 60 – 15a = 0
 ⇒ a = 4
 ∴ a = 12 లేదా a = 4
ప్రశ్న 4.
 x2 + ax + b = 0, x2 + cx + d = 0 లకు ఉమ్మడి మూలము ఉండి, మొదటి సమీకరణానికి సమాన మూలాలుంటే, అపుడు 2(b + d) = ac అని నిరూపించండి.
 సాధన:
 x2 + ax + b = 0, x2 + cx + d = 0 లకు మూలం α అనుకొనుము.
 x2 + ax + b = 0 కు మూలాలు సమానం కనుక α, α లు దీని మూలాలు
 α + α = -a ⇒ α = \(\frac{-a}{2}\)
 α . α = b ⇒ α2 = b
 ∴ x2 + cx + d = 0 కు α మూలం కనుక
 ⇒ α2 + cα + d = 0
 ⇒ b + c (\(\frac{-a}{2}\)) + d = 0
 ⇒ 2(b + d) = ac

ప్రశ్న 5.
 x వాస్తవసంఖ్య అయినపుడు క్రింది సమాసాల గుర్తులను చర్చించండి.
 (i) x2 – 5x + 4
 సాధన:
 x2 – 5x + 4 = (x – 1) (x – 4)
 a = 1 > 0
 x < 1 లేదా x > 4 అయిన x2 – 5x + 4 ధనాత్మకం
 1 < x < 4 అయిన x2 – 5x + 4 ఋణాత్మకం
(ii) x2 – x + 3
 సాధన:
 ∆ = b2 – 4ac
 = (-1)2 – 4 . 1 . 3
 = 1 – 12
 = -11 < 0
 a = 1 > 0, ∆ < 0
 ⇒ x ∈ R కు x2 – x + 3 ధనాత్మకం.
ప్రశ్న 6.
 ఏయే x విలువలకు క్రింది సమాసాలు ధనాత్మకం?
 (i) x2 – 5x + 6 [May ’11]
 సాధన:
 x2 – 5x + 6 = (x – 2) (x – 3)
 x2 – 5x + 6 = 0 మూలాలు 2, 3 లు. అవి వాస్తవాలు.
 x < 2 లేదా x > 3 అయిన x2 – 5x + 6 ధనాత్మకం.
 ∵ a = 1 > 0
(ii) 3x2 + 4x + 4
 సాధన:
 ఇచ్చట a = 3, b = 4, c = 4,
 ∆ = b2 – 4ac
 = 16 – 48
 = -32 < 0
 ∴ 3x2 + 4x + 4 ధనాత్మకం ∀ x ∈ R,
 ∵ a = 3 > 0 మరియు ∆ < 0
 ax2 + bx + c, ‘a’ లకు ఒకే గుర్తు ఉంటాయి. ∀ x ∈ R అయిన ∆ < 0
(iii) 4x – 5x2 + 2
 సాధన:
 4x – 5x2 + 2 = 0 కు మూలాలు \(\frac{-4 \pm \sqrt{16+40}}{-10}\)
 i.e., \(\frac{2 \pm \sqrt{14}}{5}\) అవి వాస్తవాలు.
 ∴ 4x – 5x2 + 2 ధనాత్మకం
 \(\frac{2-\sqrt{14}}{5}\) < x < \(\frac{2+\sqrt{14}}{5}\) అయిన a = -5 < 0.
(iv) x2 – 5x + 14
 సాధన:
 ఇచ్చట a = 1, b = -5, c = 14,
 ∆ = b2 – 4ac
 = 25 – 56
 = -31 < 0
 ∴ ∆ < 0
 ∵ a = 1 > 0 మరియు ∆ < 0
 ∴ x2 – 5x + 14 ధనాత్మకం ∀ x ∈ R.

ప్రశ్న 7.
 ఏయే x విలువలకు క్రింది సమాసాలు ఋణాత్మకం.
 (i) x2 – 7x + 10
 సాధన:
 x2 – 7x + 10 = (x – 2) (x – 5)
 x2 – 7x + 10 = 0 కు మూలాలు 2, 5
 a = 1 > 0
 ∴ 2 < x < 5 అయిన x2 – 7x + 10 ఋణాత్మకం
(ii) 15 + 4x – 3x2
 సాధన:
 15 + 4x – 3x2 = 0 కు మూలాలు
 \(\frac{-4 \pm \sqrt{16+180}}{-6}=\frac{-5}{3}, 3\)
 a = -3 < 0
 ∴ x < \(\frac{-5}{3}\) లేక x > 3 అయిన 15 + 4x – 3x2 ఋణాత్మకం
(iii) 2x2 + 5x – 3
 సాధన:
 2x2 + 5x – 3 = 0 మూలాలు
 \(\frac{-5 \pm \sqrt{25+24}}{4}=-3, \frac{1}{2}\)
 a = 2 > 0
 ∴ -3 < x < \(\frac{1}{2}\) అయిన 2x2 + 5x – 3 ఋణాత్మకం.
(iv) x2 – 5x – 6
 సాధన:
 x2 – 5x – 6 = (x – 6) (x + 1)
 x2 – 5x – 6 = 0 కు మూలాలు -1, 6.
 a = 1 > 0
 ∴ -1 < x < 6 అయిన x2 – 5x – 6 ఋణాత్మకం.
ప్రశ్న 8.
 క్రింది సమాసాల గుర్తులతో మార్పులను కనుక్కోండి. వాటి అంత్య విలువలను కనుక్కోండి.
 సూచన : α, β లు ax2 + bx + c = 0 కు మూలాలు α < β అయిన
 1) -x < α లేదా x > β అయిన ax2 + bx + c, ‘a’ లకు ఒకే గుర్తు ఉంటుంది.
 2) α < x < β అయిన ax2 + bx + c, ‘a’ లకు వ్యతిరేక గుర్తులుంటాయి.
(i) x2 – 5x + 6
 సాధన:
 x2 – 5x + 6 = (x – 2) (x – 3)
 1) 2 < x < 3 అయిన x2 – 5x + 6 ఋణాత్మకం.
 ∵ a = 1 > 0
 2) x < 2 (లేదా) x > 3, అయిన x2 – 5x + 6 ధనాత్మకం.
 ∵ a = 1 > 0
 a > 0 కనుక x2 – 5x + 6 కనిష్ట విలువ
 \(\frac{4 a c-b^2}{4 a}=\frac{4(1)(6)-(-5)^2}{4(1)}\)
 = \(\frac{24-25}{4}\)
 = \(\frac{-1}{4}\)
 కనుక x2 – 5x + 6 కు కనిష్ట విలువ \(\frac{-1}{4}\)
(ii) 15 + 4x – 3x2
 సాధన:
 15 + 4x – 3x2 = 15 + 9x – 5x – 3x2
 = 3(5 + 3x) – x(5 + 3x)
 = (3 – x) (5 + 3x)
 1) \(\frac{-5}{3}\) < x < 3 అయిన 15 + 4x – 3x2 ధనాత్మకం.
 ∵ a = -3 < 0
 2) x < \(\frac{-5}{3}\) లేదా x > 3, 15 + 4x – 3x2 ఋణాత్మకం.
 ∵ a = -3 < 0
 a < 0 కనుక 15+ 4x – 3x2 గరిష్ఠ విలువ
 \(\frac{4 a c-b^2}{4 a}=\frac{4(-3)(15)-16}{4(-3)}=\frac{49}{3}\)
 15 + 4x – 3x2 కు గరిష్ఠ విలువ \(\frac{49}{3}\)

ప్రశ్న 9.
 R మీద x మారుతున్నప్పుడు క్రింది సమాసాల గరిష్ట లేదా కనిష్ఠ విలువలను కనుక్కోండి.
 (i) x2 – x + 7
 సాధన:
 a = 1 > 0
 కనిష్ట విలువ = \(\frac{4 a c-b^2}{4 a}\)
 = \(\frac{28-1}{4}=\frac{27}{4}\)
(ii) 12x – x2 – 32 [May ’06]
 సాధన:
 a = -1 < 0
 గరిష్ట విలువ = \(\frac{4 a c-b^2}{4 a}\)
 = \(\frac{128-144}{-4}\)
 = 4
(iii) 2x + 5 – 3x2
 సాధన:
 a = -3 < 0
 గరిష్ట విలువ = \(\frac{4 a c-b^2}{4 a}\)
 = \(\frac{(4)(-3)(5)-(2)^2}{4 \times-3}\)
 = \(\frac{16}{3}\)
(iv) ax2 + bx + a, (a, b ∈ R, a ≠ 0)
 సాధన:
 a < 0 కు గరిష్ట విలువ, a > 0 కు కనిష్ఠ విలువ ఉంటుంది.
 ఆ విలువ = \(\frac{4 a c-b^2}{4 a}\)
 ఇచ్చట a = a, b = b, c = a
 = \(\frac{4(a)(a)-b^2}{4 a}\)
 = \(\frac{4 a^2-b^2}{4 a}\)
II.
ప్రశ్న 1.
 క్రింది సమాసాల వ్యాప్తిని నిర్ణయించండి.
 (i) \(\frac{x^2+x+1}{x^2-x+1}\) (Mar. ’04)
 సాధన:
 y = \(\frac{x^2+x+1}{x^2-x+1}\) అనుకోండి.
 ⇒ x2y – xy + y = x2 + x + 1
 ⇒ x2y – xy + y – x2 – x – 1 = 0
 ⇒ x2(y – 1) – x(y + 1) + (y – 1) = 0
 x వాస్తవం ⇒ x = b2 – 4ac ≥ 0
 ⇒ (y + 1)2 – 4(y – 1)2 ≥ 0
 ⇒ (y + 1)2 – (2y – 2)2 ≥ 0
 ⇒ (y + 1 + 2y – 2) (y + 1 – 2y + 2) ≥ 0
 ⇒(3y – 1) (y + 3) ≥ 0
 ⇒ (3y – 1) (y – 3) ≥ 0
 a = y2 గుణకం = -3 < 0 కాని సమాసం ≥ 0
 ⇒ y విలువ \(\frac{1}{3}\), 3 ల మధ్య ఉంటుంది
 ∴ \(\frac{x^2+x+1}{x^2-x+1}\) వ్యాప్తి [\(\frac{1}{3}\), 3]
(ii) \(\frac{x+2}{2 x^2+3 x+6}\)
 సాధన:
 y = \(\frac{x+2}{2 x^2+3 x+6}\) అనుకోండి.
 అప్పుడు 2yx2 + 3yx + 6y = x + 2
 ⇒ 2yx2 + (3y – 1)x + (6y – 2) = 0
 x వాస్తవాలు ⇒ విచక్షణి ≥ 0
 ⇒ (3y – 1)2 – 4(2y) (6y – 2) ≥ 0
 ⇒ 9y2 + 1 – 6y – 48y2 + 16y ≥ 0
 ⇒ -39y2 + 10y + 12 ≥ 0
 ⇒ 39y2 – 10y – 1 ≤ 0
 ⇒ 39y2 – 13y + 3y – 1 ≤ 0
 ⇒ 13y(3y – 1) + 1(3y – 1) ≤ 0
 ⇒ (3y – 1) (13y + 1) ≤ 0
 ∴ a = y2 గుణకం = 39 > 0, సమాసము ≤ 0
 ⇒ y విలువ \(\frac{-1}{13}, \frac{1}{3}\) లచే మధ్య ఉంటుంది
 ∴ కనుక \(\frac{x+2}{2 x^2+3 x+6}\) వ్యాప్తి [latex]\frac{-1}{13}, \frac{1}{3}[/latex]

(iii) \(\frac{(x-1)(x+2)}{x+3}\)
 సాధన:
 y = \(\frac{(x-1)(x+2)}{x+3}\)
 ⇒ yx + 3y = x2 + x – 2 అనుకోండి.
 ⇒ x2 + (1 – y)x – 3y – 2 = 0
 x ∈ R
 ⇒ (1 – y2) – 4(-3y – 2) ≥ 0
 ⇒ 1 + y2 – 2y + 12y + 8 ≥ 0
 ⇒ y2 + 10y + 9 ≥ 0
 ⇒ y2 + 10y + 9 ≥ 0
 ⇒ (y + 1) (y + 9) = 0
 ⇒ y = -1, -9
 y2 + 10y + 9 ≥ 0
 ∴ a = y2 గుణకం = 1 > 0, సమాసం ≥ 0
 y ≤ -9 లేదా y ≥ -1
 వ్యాప్తి = (-∞, -9] ∪ (-1, ∞)
(iv) \(\frac{2 x^2-6 x+5}{x^2-3 x+2}\)
 సాధన:
 y = \(\frac{2 x^2-6 x+5}{x^2-3 x+2}\)
 ⇒ yx2 – 3yx + 2y = 2x2 – 6x + 5
 ⇒ (y – 2)x2 + (6 – 3y)x + (2y – 5) = 0
 x ∈ R
 ⇒ (6 – 3y)2 – 4(y – 2) (2y – 5) ≥ 0
 ⇒ 36 + 9y2 – 36y – 4(2y2 – 9y + 10) ≥ 0
 ⇒ 36 + 9y2 – 36y – 8y2 + 36y – 40 ≥ 0
 ⇒ y2 – 4 ≥ 0
 y2 – 4 = 0
 ⇒ y2 = 4
 ⇒ y = ±2
 y2 – 4 ≥ 0
 ⇒ y ≤ -2 లేదా y ≥ 2
 ⇒ y విలువ -2, 2 ల మధ్య ఉండదు.
 ∵ y2 గుణకం > 0, సమాసం ≥ 0
 ∴ \(\frac{2 x^2-6 x+5}{x^2-3 x+2}\) వ్యాప్తి (-∞, -2] ∪ [2, ∞)
ప్రశ్న 2.
 x వాస్తవ సంఖ్య అయితే \(\frac{1}{3 x+1}+\frac{1}{x+1}-\frac{1}{(3 x+1)(x+1)}\) విలువ 1, 4 ల మధ్య ఉండదని నిరూపించండి. [AP & TS Mar. ’16, Mar. ’11]
 సాధన:
 y = \(\frac{1}{3 x+1}+\frac{1}{x+1}-\frac{1}{(3 x+1)(x+1)}\) అనుకోండి.
 ⇒ y = \(\frac{x+1+3 x+1-1}{(3 x+1)(x+1)}\)
 ⇒ y = \(\frac{4 x+1}{3 x^2+4 x+1}\)
 ⇒ 3yx2 + 4yx + y = 4x + 1
 ⇒ 3yx2 + (4y – 4)x + (y – 1) = 0
 x ∈ R
 ⇒ (4y – 4)2 – 4(3y) (y – 1) ≥ 0
 ⇒ 16y2 + 16 – 32y – 12y2 + 12y ≥ 0
 ⇒ 4y2 – 20y + 16 ≥ 0
 4y2 – 20y + 16 = 0
 ⇒ y2 – 5y + 4 = 0
 ⇒ (y – 1)(y – 4) = 0
 ⇒ y = 1, 4
 4y2 – 20y + 16 ≥ 0
 y ≤ 1 లేదా y ≥ 4
 ∵ y2 గుణకం, సమాసం ≥ 0
 ⇒ y విలువ 1, 4 ల మధ్య ఉండదు.

ప్రశ్న 3.
 x వాస్తవ సంఖ్య అయితే, \(\frac{x}{x^2-5 x+9}\) విలువ 1, \(\frac{-1}{11}\) ల మధ్య ఉంటుందని నిరూపించండి. [Mar. ’14, ’08, ’02; May ’11, ’07]
 సాధన:
 y = \(\frac{x}{x^2-5 x+9}\)
 ⇒ yx2 – 5yx + 9y = x
 ⇒ yx2 + (-5y – 1)x + 9y = 0
 x ∈ R
 ⇒ (-5y – 1)2 – 4y(9y) ≥ 0
 ⇒ 25y2 + 1 + 10y – 36y2 ≥ 0
 ⇒ -11y2 + 10y + 1 ≥ 0 ………(1)
 -11y2 + 10y + 1 = 0
 ⇒ -11y2 + 11y – y + 1 = 0
 ⇒ 11y(-y + 1) + 1(-y + 1) = 0
 ⇒ (-y + 1) (11y + 1) = 0
 ⇒ y = 1, \(\frac{-1}{11}\)
 -11y2 + 10y + 1 ≥ 0
 ∴ y2 గుణకం < 0, సమాసం ≥ 0
 (1) నుండి \(\frac{-1}{11}\) ≤ y ≤ 1
 ⇒ y విలువ 1, \(\frac{-1}{11}\) ల మధ్య ఉంటుంది.
ప్రశ్న 4.
 R లోని ప్రతి x కి \(\frac{x-p}{x^2-3 x+2}\) సమాసం వాస్తవమైతే, అప్పుడు p అవధులను కనుక్కోండి.
 సాధన:
 y = \(\frac{x-p}{x^2-3 x+2}\) (y వాస్తవం)
 అప్పుడు yx2 – 3yx + 2y = x – p
 ⇒ yx2 + (-3y – 1)x + (2y + p) = 0
 ∵ x ∈ R
 ⇒ (-3y – 1)2 – 4y(2y + p) ≥ 0
 ⇒ 9y2 + 6y + 1 – 8y2 – 4py ≥ 0
 ⇒ y2 + (6 – 4p)y + 1 ≥ 0
 ∵ y ∈ R, y2 + (6 – 4p)y + 1 ≥ 0
 మూలాలు సంకీర్ణ సంఖ్యలు లేదా సమాన వాస్తవాలు
 ⇒ ∆ ≤ 0
 ⇒ (6 – 4p)2 – 4 ≤ 0
 ⇒ 4(3 – 2p)2 – 4 ≤ 0
 ⇒ (3 – 2p)2 – 1 ≤ 0
 ⇒ 4p2 – 12p + 8 ≤ 0
 ⇒ p2 – 3p + 2 ≤ 0
 ⇒ (p – 1) (p – 2) ≤ 0
 p = 1 లేదా p = 2 అయిన \(\frac{x-p}{x^2-3 x+2}\) నిర్వచితం కాదు.
 ∴ 1 < p < 2

ప్రశ్న 5.
 c2 ≠ ab అయి (c2 – ab)x2 – 2(a2 – bc)x + (b2 – ac) = 0 సమీకరణం మూలాలు సమానమైతే, అప్పుడు a3 + b3 + c3 = 3abc లేదా a = 0 అని చూపండి.
 సాధన:
 దత్త సమీకరణం (c2 – ab)x2 – 2(a2 – bc)x + (b2 – ac) = 0
 విచక్షణి = 4(a2 – bc)2 – 4(c2 – ab) (b2 – ac)
 = 4[(a2 – bc)2 – (c2 – ab) (b2 – ac)]
 = 4(a4 + b2c2 – 2a2bc – b2c2 + ac3 + ab3 – a2bc)
 = 4(a4 + ab3 + ac3 – 3a2bc)
 = 4a(a3 + b3 + cc – 3abc)
 మూలాలు సమానం కనుక విచక్షణి = 0
 4a(a2 + b2 + c2 – 3abc) = 0
 a = 0 లేదా a2 + b2 + c2 – 3abc = 0
 i.e., a = 0 లేదా a2 + b2 + c2 = 3abc
