Techniques for Solving Equations

Look at this equation.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mn>2</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>5</mn><mo>=</mo><mn>15</mn></math>

This is an example of a conditional equation. This means that there are only a limited number of values of x that make this equation true. For example, watch what happens when x = 0 and x = 1.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:wrs="http://www.wiris.com/xml/mathml-extension"><mstyle indentalign="center"><mn>2</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>5</mn><mo>=</mo><mn>15</mn><mspace linebreak="newline"/><mtable wrs:columnalign="relation center relation"><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd/><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>2</mn><mo>&#x2022;</mo><mn>0</mn><mo>+</mo><mn>5</mn><mo>=</mo><mn>15</mn></mtd><mtd/><mtd><mn>2</mn><mo>&#x2022;</mo><mn>1</mn><mo>+</mo><mn>5</mn><mo>=</mo><mn>15</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>5</mn><mo>=</mo><mn>15</mn></mtd><mtd/><mtd><mn>7</mn><mo>=</mo><mn>15</mn></mtd></mtr></mtable></mstyle></math>

Notice how each value of x results in a false equation? For what values of x is this equation true?

Answering this question involves solving an equation.

How Do You Solve an Equation?

As you’ve seen, the first step in solving an equation is to start with a conditional equation. The last step is to show the solution(s) to the equation. The solution process looks something like this.

 <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mstyle indentalign="center"><mn>2</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>5</mn><mo>=</mo><mn>15</mn><mspace linebreak="newline"/><mo>&#x22EE;</mo><mspace linebreak="newline"/><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>5</mn></mstyle></math>

What about the steps in the middle?

One thing to be aware of is that throughout the solution process, the equality in the equation is maintained. 

Throughout the process, the original equation is rewritten, but each version is equivalent to the original equation.

How is this possible?

Properties of Equality

To go from the original equation to the solution, use the Properties of Equality to rewrite the equation to get to the solution. This table summarizes these properties.

Symmetric Property of Equality

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>I</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>a</mi><mo>=</mo><mi>b</mi><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>t</mi><mi>h</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>b</mi><mo>=</mo><mi>a</mi><mo>.</mo></math>

Addition Property of Equality

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>I</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>a</mi><mo>=</mo><mi>b</mi><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>t</mi><mi>h</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>b</mi><mo>+</mo><mi>c</mi><mo>=</mo><mi>a</mi><mo>+</mo><mi>c</mi><mo>.</mo></math>

Subtraction Property of Equality

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>I</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>a</mi><mo>=</mo><mi>b</mi><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>t</mi><mi>h</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>b</mi><mo>-</mo><mi>c</mi><mo>=</mo><mi>a</mi><mo>-</mo><mi>c</mi><mo>.</mo></math>

Multiplication Property of Equality

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>I</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>a</mi><mo>=</mo><mi>b</mi><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>t</mi><mi>h</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>b</mi><mo>&#x2022;</mo><mi>c</mi><mo>=</mo><mi>a</mi><mo>&#x2022;</mo><mi>c</mi><mo>.</mo></math>

Division Property of Equality

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>I</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>a</mi><mo>=</mo><mi>b</mi><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>t</mi><mi>h</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mfrac><mi>b</mi><mi>c</mi></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mi>a</mi><mi>c</mi></mfrac><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>c</mi><mo>&#x2260;</mo><mn>0</mn><mo>.</mo></math>

For many equations, a combination of these properties will get you to the solution of the equation. Let’s look at an example.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mstyle indentalign="center"><mtable columnalign="center center left"><mtr><mtd><mn>2</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>5</mn><mo>=</mo><mn>15</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>C</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>2</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>5</mn><mo mathcolor="#FF0000">-</mo><mn mathcolor="#FF0000">5</mn><mo>=</mo><mn>15</mn><mo mathcolor="#FF0000">-</mo><mn mathcolor="#FF0000">5</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>u</mi><mi>b</mi><mi>t</mi><mi>r</mi><mi>a</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>2</mn><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>10</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>i</mi><mi>m</mi><mi>p</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>f</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>n</mi><mi>u</mi><mi>m</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>i</mi><mi>c</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>e</mi><mi>x</mi><mi>p</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>s</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>s</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mfrac><mrow><mn>2</mn><mi>x</mi></mrow><mn mathcolor="#FF0000">2</mn></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mn>10</mn><mn mathcolor="#FF0000">2</mn></mfrac></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>D</mi><mi>i</mi><mi>v</mi><mi>i</mi><mi>s</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>5</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi></mtd></mtr></mtable></mstyle></math>

This solution process show five separate, but equivalent equations. Notice the use of the Subtraction Property of Equality and the Division Property of Equality. 

Here’s an example of a solution using the Addition Property of Equality and the Multiplication Property of Equality.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mstyle indentalign="center"><mtable columnalign="center center left"><mtr><mtd><mfrac><mi>x</mi><mn>6</mn></mfrac><mo>-</mo><mn>5</mn><mo>=</mo><mn>15</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>C</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mfrac><mi>x</mi><mn>6</mn></mfrac><mo>-</mo><mn>5</mn><mo mathcolor="#FF0000">+</mo><mn mathcolor="#FF0000">5</mn><mo>=</mo><mn>15</mn><mo mathcolor="#FF0000">+</mo><mn mathcolor="#FF0000">5</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>A</mi><mi>d</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mfrac><mi>x</mi><mn>6</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>20</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>i</mi><mi>m</mi><mi>p</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>f</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>n</mi><mi>u</mi><mi>m</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>i</mi><mi>c</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>e</mi><mi>x</mi><mi>p</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>s</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>s</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mfrac><mi>x</mi><mn>6</mn></mfrac><mo mathcolor="#FF0000">&#x2022;</mo><mn mathcolor="#FF0000">6</mn><mo>=</mo><mn>20</mn><mo mathcolor="#FF0000">&#x2022;</mo><mn mathcolor="#FF0000">6</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>M</mi><mi>u</mi><mi>l</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>p</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>c</mi><mi>a</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>120</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi></mtd></mtr></mtable></mstyle></math>

Equations with Two Solutions

Some polynomial functions, usually of degree 2, have two solutions. To solve a quadratic equation algebraically, you still use the Properties of Equality. For some quadratics, you also need to use the Square Root Property.

 

Square Root Property

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>I</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>=</mo><mi>a</mi><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>a</mi><mi>n</mi><mi>d</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>a</mi><mo>&#x2265;</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>t</mi><mi>h</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>x</mi><mo>=</mo><mo>&#xB1;</mo><msqrt><mi>a</mi></msqrt><mo>.</mo></math>

Case 1: <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi mathcolor="#1155CC">a</mi><msup><mi mathcolor="#1155CC">x</mi><mn mathcolor="#1155CC">2</mn></msup><mo mathcolor="#1155CC">+</mo><mi mathcolor="#1155CC">c</mi><mo mathcolor="#1155CC">=</mo><mn mathcolor="#1155CC">0</mn></math>

Let’s look at an example.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mstyle indentalign="center"><mtable columnalign="center center left"><mtr><mtd><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><mn>25</mn><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>C</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi mathcolor="#191919">x</mi><mn mathcolor="#191919">2</mn></msup><mo mathcolor="#191919">-</mo><mn mathcolor="#191919">25</mn><mo mathcolor="#FF0000">+</mo><mn mathcolor="#FF0000">25</mn><mo>=</mo><mn mathcolor="#191919">0</mn><mo mathcolor="#FF0000">+</mo><mn mathcolor="#FF0000">25</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>A</mi><mi>d</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi mathcolor="#191919">x</mi><mn mathcolor="#191919">2</mn></msup><mo>=</mo><mn>25</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>i</mi><mi>m</mi><mi>p</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>f</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>n</mi><mi>u</mi><mi>m</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>i</mi><mi>c</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>e</mi><mi>x</mi><mi>p</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>s</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>s</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi mathcolor="#191919">x</mi><mo>=</mo><msqrt mathcolor="#191919"><mn>25</mn></msqrt></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>R</mi><mi>o</mi><mi>o</mi><mi>t</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mo>&#xB1;</mo><mn>5</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>s</mi></mtd></mtr></mtable></mstyle></math>

Notice that this example has a = 1 and results in two solutions. Now let’s look at a case where a > 1.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mstyle indentalign="center"><mtable columnalign="center center left"><mtr><mtd><mn>4</mn><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><mn>64</mn><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>C</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mfrac mathcolor="#191919"><mrow><mn>4</mn><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup></mrow><mn mathcolor="#FF0000">4</mn></mfrac><mo mathcolor="#191919">-</mo><mfrac mathcolor="#191919"><mn>64</mn><mn mathcolor="#FF0000">4</mn></mfrac><mo mathcolor="#191919">=</mo><mfrac mathcolor="#191919"><mn>0</mn><mn mathcolor="#FF0000">4</mn></mfrac></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>D</mi><mi>i</mi><mi>v</mi><mi>i</mi><mi>s</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi mathcolor="#191919">x</mi><mn mathcolor="#191919">2</mn></msup><mo mathcolor="#191919">-</mo><mn mathcolor="#191919">16</mn><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>i</mi><mi>m</mi><mi>p</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>f</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>n</mi><mi>u</mi><mi>m</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>i</mi><mi>c</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>e</mi><mi>x</mi><mi>p</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>s</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>s</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi mathcolor="#191919">x</mi><mn mathcolor="#191919">2</mn></msup><mo mathcolor="#191919">-</mo><mn mathcolor="#191919">16</mn><mo mathcolor="#FF0000">+</mo><mn mathcolor="#FF0000">16</mn><mo>=</mo><mn>0</mn><mo mathcolor="#FF0000">+</mo><mn mathcolor="#FF0000">16</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>A</mi><mi>d</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>=</mo><mn>16</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>i</mi><mi>m</mi><mi>p</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>f</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>n</mi><mi>u</mi><mi>m</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>i</mi><mi>c</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>e</mi><mi>x</mi><mi>p</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>s</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>s</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi mathcolor="#191919">x</mi><mo>=</mo><msqrt mathcolor="#191919"><mn>16</mn></msqrt></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>R</mi><mi>o</mi><mi>o</mi><mi>t</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mo>&#xB1;</mo><mn>4</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>s</mi></mtd></mtr></mtable></mstyle></math>

 

Case 2: <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi mathcolor="#1155CC">a</mi><msup><mi mathcolor="#1155CC">x</mi><mn mathcolor="#1155CC">2</mn></msup><mo mathcolor="#1155CC">+</mo><mi mathcolor="#1155CC">b</mi><mi mathcolor="#1155CC">x</mi><mo mathcolor="#1155CC">=</mo><mn mathcolor="#1155CC">0</mn></math>

Some quadratic equations that you come across will have a quadratic term and a linear term. For these you would use the properties shown earlier, plus a few more. With this form you can factor an x-term. This relies on using the Distributive Property and the Reverse of the Distributive PropertyOnce factored, use the Zero Product Property.

Distributive Property

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>x</mi><mfenced><mrow><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>a</mi></mrow></mfenced><mo>=</mo><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mi>a</mi><mi>x</mi></math>

Reverse of the Distributive Property

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>I</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>x</mi><mfenced><mrow><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>a</mi></mrow></mfenced><mo>=</mo><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mi>a</mi><mi>x</mi><mo>,</mo><mspace linebreak="newline"/><mi>t</mi><mi>h</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mi>a</mi><mi>x</mi><mo>=</mo><mi>x</mi><mfenced><mrow><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>a</mi></mrow></mfenced></math>

Zero Product Property

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>I</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>a</mi><mo>&#x2022;</mo><mi>b</mi><mo>=</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>t</mi><mi>h</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>e</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>h</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>a</mi><mo>=</mo><mn>0</mn><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>r</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>b</mi><mo>=</mo><mn>0</mn><mo>.</mo><mspace linebreak="newline"/></math>

Let’s look at an example.

 

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mstyle indentalign="center"><mtable columnalign="center center left"><mtr><mtd><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><mn>2</mn><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>C</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mfenced><mrow><mi>x</mi><mo>-</mo><mn>2</mn></mrow></mfenced><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>R</mi><mi>e</mi><mi>v</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>s</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>t</mi><mi>h</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>D</mi><mi>i</mi><mi>s</mi><mi>t</mi><mi>r</mi><mi>i</mi><mi>b</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>v</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>0</mn><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>r</mi><mo>&#xA0;</mo><mfenced><mrow><mi>x</mi><mo>-</mo><mn>2</mn></mrow></mfenced><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>Z</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>d</mi><mi>u</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>-</mo><mn>2</mn><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>v</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>f</mi><mi>o</mi><mi>r</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>s</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mn>2</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>-</mo><mn>2</mn><mo mathcolor="#FF0000">+</mo><mn mathcolor="#FF0000">2</mn><mo>=</mo><mn>0</mn><mo mathcolor="#FF0000">+</mo><mn mathcolor="#FF0000">2</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>A</mi><mi>d</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>2</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mn>2</mn></mtd></mtr></mtable></mstyle></math>

For this quadratic the solutions are x = 0 and x = 2. With these types of quadratics, one of the solutions is always zero. Here’s an example where a > 1.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mstyle indentalign="center"><mtable columnalign="center center left"><mtr><mtd><mn>5</mn><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mn>2</mn><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>C</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mfenced><mrow><mn>5</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>2</mn></mrow></mfenced><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>R</mi><mi>e</mi><mi>v</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>s</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>t</mi><mi>h</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>D</mi><mi>i</mi><mi>s</mi><mi>t</mi><mi>r</mi><mi>i</mi><mi>b</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>v</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>0</mn><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>r</mi><mo>&#xA0;</mo><mfenced><mrow><mn>5</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>2</mn></mrow></mfenced><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>Z</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>d</mi><mi>u</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>5</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>2</mn><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>v</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>f</mi><mi>o</mi><mi>r</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>s</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mn>2</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>5</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>2</mn><mo mathcolor="#FF0000">-</mo><mn mathcolor="#FF0000">2</mn><mo>=</mo><mn>0</mn><mo mathcolor="#FF0000">-</mo><mn mathcolor="#FF0000">2</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>A</mi><mi>d</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>5</mn><mi>x</mi><mo>=</mo><mo>-</mo><mn>2</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>i</mi><mi>m</mi><mi>p</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>f</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>n</mi><mi>u</mi><mi>m</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>i</mi><mi>c</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>e</mi><mi>x</mi><mi>p</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>s</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>s</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mfrac><mrow><mn>5</mn><mi>x</mi></mrow><mn mathcolor="#FF0000">5</mn></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mo>-</mo><mn>2</mn></mrow><mn mathcolor="#FF0000">5</mn></mfrac></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>D</mi><mi>i</mi><mi>v</mi><mi>i</mi><mi>s</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mo>-</mo><mfrac><mn>2</mn><mn>5</mn></mfrac></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mn>2</mn></mtd></mtr></mtable></mstyle></math>

For this quadratic the solutions are x = 0 and x = -2/5. 

 

Case 3: <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi mathcolor="#1155CC">a</mi><msup><mi mathcolor="#1155CC">x</mi><mn mathcolor="#1155CC">2</mn></msup><mo mathcolor="#1155CC">+</mo><mi mathcolor="#1155CC">b</mi><mi mathcolor="#1155CC">x</mi><mo mathcolor="#1155CC">+</mo><mi mathcolor="#1155CC">c</mi><mo mathcolor="#1155CC">=</mo><mn mathcolor="#1155CC">0</mn></math>

What about quadratic equations in standard form?

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>a</mi><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mi>b</mi><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>c</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></math>

For these types of quadratics, an algebraic technique involves factoring the quadratic into the product of two binomials. Rewriting a quadratic into factored form relies on using binomial identities. Here’s the first binomial identity to study.

Binomial Squared Identity

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mn>2</mn><mi>a</mi><mi>x</mi><mo>+</mo><msup><mi>a</mi><mn>2</mn></msup><mo>=</mo><msup><mfenced><mrow><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>a</mi></mrow></mfenced><mn>2</mn></msup></math>

Let’s look at an example.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:wrs="http://www.wiris.com/xml/mathml-extension"><mstyle indentalign="center"><mtable wrs:columnalign="relation center left"><mtr><mtd><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mn>10</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>25</mn><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>C</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi mathcolor="#191919">x</mi><mn mathcolor="#191919">2</mn></msup><mo mathcolor="#191919">+</mo><mn mathcolor="#191919">2</mn><mo mathcolor="#191919">&#x2022;</mo><mn mathcolor="#191919">5</mn><mo mathcolor="#191919">+</mo><msup><mn mathcolor="#191919">5</mn><mn mathcolor="#191919">2</mn></msup><mo>=</mo><mn mathcolor="#191919">0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>W</mi><mi>r</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>i</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>b</mi><mi>i</mi><mi>n</mi><mi>o</mi><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>s</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>d</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>f</mi><mi>o</mi><mi>r</mi><mi>m</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mfenced><mrow><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>5</mn></mrow></mfenced><mn>2</mn></msup><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>U</mi><mi>s</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>t</mi><mi>h</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>B</mi><mi>i</mi><mi>n</mi><mi>o</mi><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>S</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>d</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>I</mi><mi>d</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi mathcolor="#191919">x</mi><mo mathcolor="#191919">+</mo><mn mathcolor="#191919">5</mn><mo>=</mo><mn mathcolor="#191919">0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>R</mi><mi>o</mi><mi>o</mi><mi>t</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>5</mn><mo mathcolor="#FF0000">-</mo><mn mathcolor="#FF0000">5</mn><mo>=</mo><mn>0</mn><mo mathcolor="#FF0000">-</mo><mn mathcolor="#FF0000">5</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>u</mi><mi>b</mi><mi>t</mi><mi>r</mi><mi>r</mi><mi>a</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mo>-</mo><mn>5</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi></mtd></mtr></mtable></mstyle></math>

Notice that a quadratic written as a binomial squared has only one solution. Look for the pattern of numbers in the standard form to be able to factor such quadratics into factored form.

Here’s another example.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:wrs="http://www.wiris.com/xml/mathml-extension"><mstyle indentalign="center"><mtable wrs:columnalign="relation center left"><mtr><mtd><mn>5</mn><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mn>30</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>45</mn><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>C</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mfrac><mrow><mn>5</mn><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup></mrow><mn mathcolor="#FF0000">5</mn></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><mn>30</mn><mi>x</mi></mrow><mn mathcolor="#FF0000">5</mn></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mn>45</mn><mn mathcolor="#FF0000">5</mn></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mn>0</mn><mn mathcolor="#FF0000">5</mn></mfrac></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>D</mi><mi>i</mi><mi>v</mi><mi>i</mi><mi>s</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mn>6</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>9</mn><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>i</mi><mi>m</mi><mi>p</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>f</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>n</mi><mi>u</mi><mi>m</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>i</mi><mi>c</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>e</mi><mi>x</mi><mi>p</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>s</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>s</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi mathcolor="#191919">x</mi><mn mathcolor="#191919">2</mn></msup><mo mathcolor="#191919">+</mo><mn mathcolor="#191919">2</mn><mo mathcolor="#191919">&#x2022;</mo><mn mathcolor="#191919">3</mn><mo mathcolor="#191919">+</mo><msup><mn mathcolor="#191919">3</mn><mn mathcolor="#191919">2</mn></msup><mo>=</mo><mn mathcolor="#191919">0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>W</mi><mi>r</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>i</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>b</mi><mi>i</mi><mi>n</mi><mi>o</mi><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>s</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>d</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>f</mi><mi>o</mi><mi>r</mi><mi>m</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mfenced><mrow><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>3</mn></mrow></mfenced><mn>2</mn></msup><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>U</mi><mi>s</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>t</mi><mi>h</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>B</mi><mi>i</mi><mi>n</mi><mi>o</mi><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>S</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>d</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>I</mi><mi>d</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi mathcolor="#191919">x</mi><mo mathcolor="#191919">+</mo><mn mathcolor="#191919">3</mn><mo>=</mo><mn mathcolor="#191919">0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>R</mi><mi>o</mi><mi>o</mi><mi>t</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>3</mn><mo mathcolor="#FF0000">-</mo><mn mathcolor="#FF0000">3</mn><mo>=</mo><mn>0</mn><mo mathcolor="#FF0000">-</mo><mn mathcolor="#FF0000">3</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>u</mi><mi>b</mi><mi>t</mi><mi>r</mi><mi>r</mi><mi>a</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mo>-</mo><mn>3</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi></mtd></mtr></mtable></mstyle></math>

This quadratic equation also has only one solution.

Now let’s look at quadratics that can factored into two binomials. For these, use this binomial identity.

Factored Binomial Identity

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mfenced><mrow><mi>a</mi><mo>+</mo><mi>b</mi></mrow></mfenced><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>a</mi><mo>&#x2022;</mo><mi>b</mi><mo>=</mo><mfenced><mrow><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>a</mi></mrow></mfenced><mfenced><mrow><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>b</mi></mrow></mfenced></math>

A quadratic will factor into two binomials (x + a) and (x + b) if the terms a and b have the behavior shown in the identity. Let’s look at an example.

Here is a quadratic equation that is not a perfect square.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mn>7</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>12</mn><mo>=</mo><mn>0</mn></math>

If this quadratic will factor into a product of two binomials, look at the constant term, 12.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mn>7</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn mathcolor="#FF0000">12</mn><mo>=</mo><mn>0</mn></math>

Look at the factors of 12 that add up to the coefficient of the linear term, 7.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mstyle indentalign="center"><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mn mathcolor="#0000FF">7</mn><mi mathcolor="#0000FF">x</mi><mo>+</mo><mn mathcolor="#FF0000">12</mn><mo>=</mo><mn>0</mn><mspace linebreak="newline"/><mo>&#x2193;</mo><mspace linebreak="newline"/><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mfenced mathcolor="#0000FF"><mrow><mi>a</mi><mo>+</mo><mi>b</mi></mrow></mfenced><mi mathcolor="#191919">x</mi><mo>+</mo><mi mathcolor="#FF0000">a</mi><mo mathcolor="#FF0000">&#x2022;</mo><mi mathcolor="#FF0000">b</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mstyle></math>

In other words, find two numbers, a and b, whose product is 12 and whose sum is 7.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>F</mi><mi>a</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>o</mi><mi>r</mi><mi>s</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mn>12</mn><mo>:</mo><mo>&#xA0;</mo><mo>&#xB1;</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mo>&#xB1;</mo><mn>2</mn><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mo>&#xB1;</mo><mn>3</mn><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mo>&#xB1;</mo><mn>4</mn><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mo>&#xB1;</mo><mn>6</mn><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mo>&#xB1;</mo><mn>12</mn></math>

Notice that the factors 3 and 4 have a product of 12 and a sum of 7. We can now solve the equation.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:wrs="http://www.wiris.com/xml/mathml-extension"><mtable columnspacing="0px" columnalign="right center left"><mtr><mtd/><mtd/><mtd><mtable wrs:columnalign="relation center left"><mtr><mtd><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mn>7</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>12</mn><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>C</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>e</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mfenced><mrow><mn>4</mn><mo>+</mo><mn>3</mn></mrow></mfenced><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>4</mn><mo>&#x2022;</mo><mn>3</mn><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>B</mi><mi>i</mi><mi>n</mi><mi>o</mi><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>I</mi><mi>d</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>e</mi><mi>x</mi><mi>p</mi><mi>a</mi><mi>n</mi><mi>d</mi><mi>e</mi><mi>d</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>f</mi><mi>o</mi><mi>r</mi><mi>m</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mfenced><mrow><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>4</mn></mrow></mfenced><mfenced><mrow><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>3</mn></mrow></mfenced><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>B</mi><mi>i</mi><mi>n</mi><mi>o</mi><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>I</mi><mi>d</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>f</mi><mi>a</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>o</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>d</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>f</mi><mi>o</mi><mi>r</mi><mi>m</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>4</mn><mo>=</mo><mn>0</mn><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>r</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>3</mn><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>Z</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>d</mi><mi>u</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>4</mn><mo mathcolor="#FF0000">-</mo><mn mathcolor="#FF0000">4</mn><mo>=</mo><mn>0</mn><mo mathcolor="#FF0000">-</mo><mn mathcolor="#FF0000">4</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mn>1</mn><mo>:</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>S</mi><mi>u</mi><mi>b</mi><mi>t</mi><mi>r</mi><mi>a</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mo>-</mo><mn>4</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mn>1</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>3</mn><mo mathcolor="#FF0000">-</mo><mn mathcolor="#FF0000">3</mn><mo>=</mo><mn>0</mn><mo mathcolor="#FF0000">-</mo><mn mathcolor="#FF0000">3</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mn>2</mn><mo>:</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>S</mi><mi>u</mi><mi>b</mi><mi>t</mi><mi>r</mi><mi>a</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mo>-</mo><mn>3</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mn>2</mn></mtd></mtr></mtable></mtd></mtr><mtr><mtd/><mtd/><mtd/></mtr><mtr><mtd/><mtd/><mtd/></mtr></mtable></math>

Here is another example.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><mn>8</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>15</mn><mo>=</mo><mn>0</mn></math>

Look at the factors of 15 that add up to the coefficient of the linear term, -8.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mstyle indentalign="center"><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><mn mathcolor="#0000FF">8</mn><mi mathcolor="#0000FF">x</mi><mo>+</mo><mn mathcolor="#FF0000">15</mn><mo>=</mo><mn>0</mn><mspace linebreak="newline"/><mo>&#x2193;</mo><mspace linebreak="newline"/><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><mfenced mathcolor="#0000FF"><mrow><mi>a</mi><mo>+</mo><mi>b</mi></mrow></mfenced><mi mathcolor="#191919">x</mi><mo>+</mo><mi mathcolor="#FF0000">a</mi><mo mathcolor="#FF0000">&#x2022;</mo><mi mathcolor="#FF0000">b</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mstyle></math>

In other words, find two numbers, a and b, whose product is 15 and whose sum is -8.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>F</mi><mi>a</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>o</mi><mi>r</mi><mi>s</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mn>15</mn><mo>:</mo><mo>&#xA0;</mo><mo>&#xB1;</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mo>&#xB1;</mo><mn>3</mn><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mo>&#xB1;</mo><mn>5</mn><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mo>&#xB1;</mo><mn>15</mn></math>

Notice that the factors -3 and -5 have a product of 15 and a sum of -8. We can now solve the equation.

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:wrs="http://www.wiris.com/xml/mathml-extension"><mtable columnspacing="0px" columnalign="right center left"><mtr><mtd/><mtd/><mtd><mtable wrs:columnalign="relation center left"><mtr><mtd><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><mn>8</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>15</mn><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>C</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>e</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><mfenced><mrow><mn>3</mn><mo>+</mo><mn>5</mn></mrow></mfenced><mi>x</mi><mo>+</mo><mfenced><mrow><mo>-</mo><mn>3</mn></mrow></mfenced><mo>&#x2022;</mo><mfenced><mrow><mo>-</mo><mn>5</mn></mrow></mfenced><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>B</mi><mi>i</mi><mi>n</mi><mi>o</mi><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>I</mi><mi>d</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>e</mi><mi>x</mi><mi>p</mi><mi>a</mi><mi>n</mi><mi>d</mi><mi>e</mi><mi>d</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>f</mi><mi>o</mi><mi>r</mi><mi>m</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mfenced><mrow><mi>x</mi><mo>-</mo><mn>3</mn></mrow></mfenced><mfenced><mrow><mi>x</mi><mo>-</mo><mn>5</mn></mrow></mfenced><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>B</mi><mi>i</mi><mi>n</mi><mi>o</mi><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>I</mi><mi>d</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>,</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>f</mi><mi>a</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>o</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>d</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>f</mi><mi>o</mi><mi>r</mi><mi>m</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>-</mo><mn>3</mn><mo>=</mo><mn>0</mn><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>r</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>x</mi><mo>-</mo><mn>5</mn><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>Z</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>d</mi><mi>u</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>-</mo><mn>3</mn><mo mathcolor="#FF0000">+</mo><mn mathcolor="#FF0000">3</mn><mo>=</mo><mn>0</mn><mo mathcolor="#FF0000">+</mo><mn mathcolor="#FF0000">3</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mn>1</mn><mo>:</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>A</mi><mi>d</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>3</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mn>1</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>-</mo><mn>5</mn><mo mathcolor="#FF0000">+</mo><mn mathcolor="#FF0000">5</mn><mo>=</mo><mn>0</mn><mo mathcolor="#FF0000">+</mo><mn mathcolor="#FF0000">5</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mn>2</mn><mo>:</mo><mo>&#xA0;</mo><mi>A</mi><mi>d</mi><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>P</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>p</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>o</mi><mi>f</mi><mo>&#xA0;</mo><mi>E</mi><mi>q</mi><mi>u</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>i</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>5</mn></mtd><mtd><mo>&#x2190;</mo></mtd><mtd><mi>S</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mi>u</mi><mi>t</mi><mi>i</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mo>&#xA0;</mo><mn>2</mn></mtd></mtr></mtable></mtd></mtr><mtr><mtd/><mtd/><mtd/></mtr><mtr><mtd/><mtd/><mtd/></mtr></mtable></math>