Równania kwadratowe są badane w klasie 8, więc nie ma tu nic skomplikowanego. Niezbędna jest umiejętność ich rozwiązania.
Równanie kwadratowe to równanie postaci ax 2 + bx + c = 0, gdzie współczynniki a , b i c są liczbami arbitralnymi, a a ≠ 0.
Przed przestudiowaniem konkretnych metod rozwiązania zauważamy, że wszystkie równania kwadratowe można podzielić na trzy klasy:
- Nie mają korzeni;
- Mają dokładnie jeden korzeń;
- Mają dwa różne korzenie.
Jest to ważna różnica między równaniami kwadratowymi i liniowymi, w których pierwiastek zawsze istnieje i jest unikalny. Jak określić, ile pierwiastków ma równanie? Jest w tym cudowna rzecz - dyskryminujący.
Dyskryminujący
Niech dane będzie równanie kwadratowe ax 2 + bx + c = 0. Wtedy wyróżnikiem jest po prostu liczba D = b 2 − 4ac .
Ta formuła musi być znana na pamięć. Skąd pochodzi, nie jest teraz ważne. Kolejna rzecz jest ważna: za pomocą znaku wyróżnika możesz określić, ile pierwiastków ma równanie kwadratowe. Mianowicie:
- Jeśli D< 0, корней нет;
- Jeśli D = 0, istnieje dokładnie jeden pierwiastek;
- Jeśli D > 0, będą dwa pierwiastki.
Uwaga: wyróżnik wskazuje liczbę korzeni, a nie ich znaki, jak z jakiegoś powodu myśli wiele osób. Spójrz na przykłady, a sam wszystko zrozumiesz:
Zadanie. Ile pierwiastków mają równania kwadratowe:
- x 2 - 8x + 12 = 0;
- 5x2 + 3x + 7 = 0;
- x 2 − 6x + 9 = 0.
Piszemy współczynniki dla pierwszego równania i znajdujemy wyróżnik:
a = 1, b = -8, c = 12;
D = (−8) 2 − 4 1 12 = 64 − 48 = 16
Czyli dyskryminator jest dodatni, więc równanie ma dwa różne pierwiastki. Drugie równanie analizujemy w ten sam sposób:
a = 5; b = 3; c = 7;
D \u003d 3 2 - 4 5 7 \u003d 9 - 140 \u003d -131.
Dyskryminator jest negatywny, nie ma korzeni. Pozostaje ostatnie równanie:
a = 1; b = -6; c = 9;
D = (−6) 2 − 4 1 9 = 36 − 36 = 0.
Dyskryminator jest równy zero - pierwiastek będzie jeden.
Zauważ, że współczynniki zostały wypisane dla każdego równania. Tak, to jest długie, tak, to nudne - ale nie pomylisz szans i nie popełnisz głupich błędów. Wybierz dla siebie: szybkość lub jakość.
Nawiasem mówiąc, jeśli „wypełnisz rękę”, po pewnym czasie nie będziesz już musiał wypisywać wszystkich współczynników. Takie operacje wykonasz w swojej głowie. Większość ludzi zaczyna to robić gdzieś po 50-70 rozwiązanych równaniach - generalnie nie tak bardzo.
Pierwiastki równania kwadratowego
Przejdźmy teraz do rozwiązania. Jeżeli dyskryminator D > 0, pierwiastki można znaleźć za pomocą wzorów:
Podstawowy wzór na pierwiastki równania kwadratowego
Gdy D = 0, możesz użyć dowolnej z tych formuł - otrzymasz tę samą liczbę, która będzie odpowiedzią. Wreszcie, jeśli D< 0, корней нет — ничего считать не надо.
- x 2 - 2x - 3 = 0;
- 15 - 2x - x 2 = 0;
- x2 + 12x + 36 = 0.
Pierwsze równanie:
x 2 - 2x - 3 = 0 ⇒ a = 1; b = -2; c = -3;
D = (−2) 2 − 4 1 (−3) = 16.
D > 0 ⇒ równanie ma dwa pierwiastki. Znajdźmy je:
Drugie równanie:
15 − 2x − x 2 = 0 ⇒ a = −1; b = -2; c = 15;
D = (−2) 2 − 4 (−1) 15 = 64.
D > 0 ⇒ równanie znów ma dwa pierwiastki. Znajdźmy je
\[\begin(align) & ((x)_(1))=\frac(2+\sqrt(64))(2\cdot \left(-1 \right))=-5; \\ & ((x)_(2))=\frac(2-\sqrt(64))(2\cdot \left(-1 \right))=3. \\ \koniec(wyrównaj)\]
Wreszcie trzecie równanie:
x 2 + 12x + 36 = 0 ⇒ a = 1; b = 12; c = 36;
D = 12 2 − 4 1 36 = 0.
D = 0 ⇒ równanie ma jeden pierwiastek. Można użyć dowolnej formuły. Na przykład pierwszy:
Jak widać na przykładach, wszystko jest bardzo proste. Jeśli znasz formuły i umiesz liczyć, nie będzie problemów. Najczęściej błędy pojawiają się, gdy do wzoru wstawia się ujemne współczynniki. Tutaj ponownie pomoże opisana powyżej technika: spójrz na formułę dosłownie, pomaluj każdy krok - i szybko pozbądź się błędów.
Niepełne równania kwadratowe
Zdarza się, że równanie kwadratowe różni się nieco od tego, co podano w definicji. Na przykład:
- x2 + 9x = 0;
- x2 − 16 = 0.
Łatwo zauważyć, że w tych równaniach brakuje jednego z terminów. Takie równania kwadratowe są jeszcze łatwiejsze do rozwiązania niż standardowe: nie trzeba nawet obliczać dyskryminatora. Przedstawmy więc nową koncepcję:
Równanie ax 2 + bx + c = 0 nazywa się niepełnym równaniem kwadratowym, jeśli b = 0 lub c = 0, tj. współczynnik zmiennej x lub wolnego elementu jest równy zero.
Oczywiście bardzo trudny przypadek jest możliwy, gdy oba te współczynniki są równe zeru: b \u003d c \u003d 0. W tym przypadku równanie ma postać ax 2 \u003d 0. Oczywiście takie równanie ma jedno korzeń: x \u003d 0.
Rozważmy inne przypadki. Niech b \u003d 0, a następnie otrzymamy niepełne równanie kwadratowe postaci ax 2 + c \u003d 0. Przekształćmy to nieco:
Ponieważ arytmetyczny pierwiastek kwadratowy istnieje tylko z liczby nieujemnej, ostatnia równość ma sens tylko wtedy, gdy (−c / a ) ≥ 0. Wniosek:
- Jeżeli niepełne równanie kwadratowe postaci ax 2 + c = 0 spełnia nierówność (−c / a ) ≥ 0, to będą dwa pierwiastki. Wzór podano powyżej;
- Jeśli (−c / a )< 0, корней нет.
Jak widać dyskryminator nie był wymagany - w niepełnych równaniach kwadratowych nie ma w ogóle skomplikowanych obliczeń. W rzeczywistości nie trzeba nawet pamiętać o nierówności (−c / a ) ≥ 0. Wystarczy wyrazić wartość x 2 i zobaczyć, co jest po drugiej stronie znaku równości. Jeśli jest liczba dodatnia, będą dwa pierwiastki. Jeśli jest ujemny, w ogóle nie będzie korzeni.
Zajmijmy się teraz równaniami postaci ax 2 + bx = 0, w których wolny element jest równy zero. Tutaj wszystko jest proste: zawsze będą dwa korzenie. Wystarczy rozłożyć wielomian na czynniki:
Wyjęcie wspólnego czynnika z nawiasuIloczyn jest równy zero, gdy co najmniej jeden z czynników jest równy zero. Stąd pochodzą korzenie. Podsumowując, przeanalizujemy kilka z tych równań:
Zadanie. Rozwiąż równania kwadratowe:
- x2 − 7x = 0;
- 5x2 + 30 = 0;
- 4x2 – 9 = 0.
x 2 − 7x = 0 ⇒ x (x − 7) = 0 ⇒ x 1 = 0; x2 = −(−7)/1 = 7.
5x2 + 30 = 0 ⇒ 5x2 = -30 ⇒ x2 = -6. Nie ma korzeni, ponieważ kwadrat nie może być równy liczbie ujemnej.
4x 2 − 9 = 0 ⇒ 4x 2 = 9 ⇒ x 2 = 9/4 ⇒ x 1 = 3/2 = 1,5; x 2 \u003d -1,5.
rozwiązać matematykę. Znajdź szybko rozwiązanie równania matematycznego w trybie online. Strona internetowa www.site pozwala Rozwiązać równanie prawie każdy podany algebraiczny, trygonometryczny lub transcendentalne równanie online. Studiując prawie każdy dział matematyki na różnych etapach, trzeba zdecydować: równania online. Aby uzyskać natychmiastową odpowiedź, a co najważniejsze dokładną, potrzebujesz zasobu, który pozwoli ci to zrobić. Dzięki www.site rozwiązywać równania online zajmie kilka minut. Główna zaleta www.site przy rozwiązywaniu problemów matematycznych równania online- to szybkość i dokładność udzielonej odpowiedzi. Witryna jest w stanie rozwiązać każdy równania algebraiczne online, równania trygonometryczne online, transcendentalne równania online, jak również równania z nieznanymi parametrami w trybie online. Równania służyć jako potężny aparat matematyczny rozwiązania zadania praktyczne. Z pomocą równania matematyczne można wyrazić fakty i relacje, które na pierwszy rzut oka mogą wydawać się zagmatwane i złożone. nieznane ilości równania można znaleźć, formułując problem w matematyczny język w formie równania oraz zdecydować otrzymane zadanie w trybie online na stronie www.site. Każdy równanie algebraiczne, równanie trygonometryczne lub równania zawierający nadzmysłowy funkcje, które łatwo zdecydować online i uzyskaj właściwą odpowiedź. Studiując nauki przyrodnicze, nieuchronnie napotyka się potrzebę rozwiązywanie równań. W takim przypadku odpowiedź musi być dokładna i musi zostać odebrana natychmiast w trybie online. Dlatego dla rozwiązywać równania matematyczne online polecamy stronę www.site, która stanie się Twoim niezbędnym kalkulatorem dla rozwiązywać równania algebraiczne online, równania trygonometryczne online, jak również transcendentalne równania online lub równania o nieznanych parametrach. Dla praktycznych problemów znajdowania korzeni różnych równania matematyczne zasób www.. Rozwiązywanie równania online samemu, warto sprawdzić otrzymaną odpowiedź za pomocą rozwiązywanie równań online na stronie www.site. Konieczne jest poprawne napisanie równania i natychmiastowe uzyskanie rozwiązanie online, po czym pozostaje tylko porównać odpowiedź z rozwiązaniem równania. Sprawdzenie odpowiedzi zajmie nie więcej niż minutę, wystarczy rozwiąż równanie online i porównaj odpowiedzi. Pomoże Ci to uniknąć błędów w decyzja i popraw odpowiedź na czas rozwiązywanie równań online czy algebraiczny, trygonometryczny, niedościgniony lub równanie o nieznanych parametrach.
Równania liniowe. Rozwiązanie, przykłady.
Uwaga!
Są dodatkowe
materiał w sekcji specjalnej 555.
Dla tych, którzy zdecydowanie „nie bardzo…”
I dla tych, którzy "bardzo...")
Równania liniowe.
Równania liniowe nie są najtrudniejszym tematem w matematyce szkolnej. Ale jest tam kilka sztuczek, które mogą zagadać nawet wyszkolonego ucznia. Możemy to rozgryźć?)
Równanie liniowe jest zwykle definiowane jako równanie o postaci:
topór + b = 0 gdzie a i b- dowolne liczby.
2x + 7 = 0. Tutaj a=2, b=7
0,1x - 2,3 = 0 Tutaj a=0,1, b=-2,3
12x + 1/2 = 0 Tutaj a=12, b=1/2
Nic skomplikowanego, prawda? Zwłaszcza jeśli nie zauważasz słów: „gdzie a i b są liczbami”... A jeśli zauważysz, ale niedbale o tym pomyśl?) W końcu, jeśli a=0, b=0(możliwe są jakieś liczby?), wtedy otrzymujemy zabawne wyrażenie:
Ale to nie wszystko! Jeśli powiedzmy a=0, a b=5, okazuje się, że jest to coś całkiem absurdalnego:
Co nadweręża i podkopuje zaufanie do matematyki, tak...) Zwłaszcza na egzaminach. Ale z tych dziwnych wyrażeń musisz także znaleźć X! Który w ogóle nie istnieje. I, co zaskakujące, ten X jest bardzo łatwy do znalezienia. Dowiemy się, jak to zrobić. W tej lekcji.
Jak rozpoznać wygląd równania liniowego? To zależy od tego, jaki wygląd.) Sztuczka polega na tym, że równania liniowe są nazywane nie tylko równaniami postaci topór + b = 0 , ale także wszelkie równania, które do tej postaci sprowadza się poprzez przekształcenia i uproszczenia. A kto wie, czy jest zmniejszony, czy nie?)
W niektórych przypadkach można wyraźnie rozpoznać równanie liniowe. Powiedzmy, że jeśli mamy równanie, w którym są tylko niewiadome pierwszego stopnia, tak liczby. A równanie nie ułamki podzielone przez nieznany , to jest ważne! I podział przez numer, lub ułamek liczbowy - to wszystko! Na przykład:
To jest równanie liniowe. Są tu ułamki, ale nie ma x w kwadracie, sześcianie itd., i nie ma x w mianownikach, tj. Nie dzielenie przez x. A oto równanie
nie można nazwać liniowym. Tutaj wszystkie x są w pierwszym stopniu, ale jest dzielenie przez wyrażenie z x. Po uproszczeniach i przekształceniach możesz otrzymać równanie liniowe, kwadratowe i cokolwiek chcesz.
Okazuje się, że niemożliwe jest znalezienie równania liniowego w jakimś skomplikowanym przykładzie, dopóki prawie go nie rozwiążesz. To denerwujące. Ale w zadaniach z reguły nie pytają o formę równania, prawda? W zadaniach równania są uporządkowane zdecydować. To sprawia, że jestem szczęśliwy.)
Rozwiązywanie równań liniowych. Przykłady.
Całe rozwiązanie równań liniowych składa się z identycznych przekształceń równań. Nawiasem mówiąc, te przekształcenia (aż dwie!) leżą u podstaw rozwiązań wszystkie równania matematyczne. Innymi słowy, decyzja każdy Równanie zaczyna się od tych samych przekształceń. W przypadku równań liniowych to (rozwiązanie) na tych przekształceniach kończy się pełną odpowiedzią. Warto skorzystać z linku, prawda?) Ponadto istnieją również przykłady rozwiązywania równań liniowych.
Zacznijmy od najprostszego przykładu. Bez pułapek. Powiedzmy, że musimy rozwiązać następujące równanie.
x - 3 = 2 - 4x
To jest równanie liniowe. Wszystkie X są do pierwszej potęgi, nie ma dzielenia przez X. Ale tak naprawdę nie obchodzi nas, jakie to równanie. Musimy to rozwiązać. Schemat tutaj jest prosty. Zbierz wszystko, co ma x po lewej stronie równania, wszystko bez x (liczby) po prawej.
Aby to zrobić, musisz przenieść - 4x w lewo, oczywiście ze zmianą znaku, ale - 3 - w prawo. Nawiasem mówiąc, to jest pierwsza identyczna transformacja równań. Zaskoczony? Więc nie poszli za linkiem, ale na próżno ...) Otrzymujemy:
x + 4x = 2 + 3
Podajemy podobne, uważamy:
Czego potrzebujemy, aby być całkowicie szczęśliwym? Tak, aby po lewej stronie był czysty X! Pięć przeszkadza. Pozbądź się piątki za pomocą druga identyczna transformacja równań. Mianowicie dzielimy obie części równania przez 5. Otrzymujemy gotową odpowiedź:
Oczywiście elementarny przykład. To na rozgrzewkę.) Nie jest jasne, dlaczego przywołałem tutaj identyczne przekształcenia? OK. Bierzemy byka za rogi.) Zdecydujmy się na coś bardziej imponującego.
Na przykład, oto to równanie:
Gdzie zaczynamy? Z X - w lewo, bez X - w prawo? Może tak być. Małe kroki wzdłuż długiej drogi. I możesz natychmiast, w uniwersalny i potężny sposób. O ile oczywiście w twoim arsenale nie ma identycznych przekształceń równań.
Zadaję Ci kluczowe pytanie: Czego najbardziej nie lubisz w tym równaniu?
95 osób na 100 odpowie: ułamki ! Odpowiedź jest prawidłowa. Więc pozbądźmy się ich. Więc zaczynamy od razu druga identyczna transformacja. Przez co należy pomnożyć ułamek po lewej stronie, aby mianownik został całkowicie zmniejszony? Zgadza się, 3. A po prawej? Przez 4. Ale matematyka pozwala nam pomnożyć obie strony przez ten sam numer. Jak się wydostaniemy? Pomnóżmy obie strony przez 12! Tych. do wspólnego mianownika. Wtedy trzy zostaną zredukowane, a cztery. Nie zapominaj, że musisz pomnożyć każdą część całkowicie. Oto jak wygląda pierwszy krok:
Rozwijanie nawiasów:
Notatka! Licznik ułamka (x+2) Wziąłem w nawiasy! Dzieje się tak, ponieważ mnożąc ułamki, licznik mnoży się przez całość, całkowicie! A teraz możesz redukować ułamki i redukować:
Otwarcie pozostałych nawiasów:
Nie przykład, ale czysta przyjemność!) Teraz przypominamy sobie zaklęcie z niższych klas: z x - w lewo, bez x - w prawo! I zastosuj tę transformację:
Oto niektóre z nich:
I obie części dzielimy przez 25, tj. zastosuj ponownie drugą transformację:
To wszystko. Odpowiadać: X=0,16
Uwaga: aby sprowadzić oryginalne mylące równanie do przyjemnej postaci, użyliśmy dwóch (tylko dwóch!) identyczne przekształcenia- tłumaczenie lewo-prawo ze zmianą znaku i mnożeniem - dzieleniem równania przez tę samą liczbę. To jest uniwersalny sposób! Tak będziemy pracować każdy równania! Absolutnie dowolny. Dlatego cały czas powtarzam te same przekształcenia.)
Jak widać, zasada rozwiązywania równań liniowych jest prosta. Bierzemy równanie i upraszczamy je za pomocą identycznych przekształceń, aż otrzymamy odpowiedź. Główne problemy są tutaj w obliczeniach, a nie w zasadzie rozwiązania.
Ale… Są takie niespodzianki w procesie rozwiązywania najbardziej elementarnych równań liniowych, że potrafią doprowadzić do silnego odrętwienia…) Na szczęście takie niespodzianki mogą być tylko dwie. Nazwijmy je szczególnymi przypadkami.
Szczególne przypadki rozwiązywania równań liniowych.
Najpierw niespodzianka.
Załóżmy, że natkniesz się na równanie elementarne, coś takiego:
2x+3=5x+5 - 3x - 2
Lekko znudzony przenosimy z X w lewo, bez X - w prawo... Ze zmianą znaku wszystko jest podbródkowo-chinarowe... Otrzymujemy:
2x-5x+3x=5-2-3
Wierzymy i… o mój! Otrzymujemy:
Ta równość sama w sobie nie budzi zastrzeżeń. Zero to naprawdę zero. Ale X zniknął! I musimy napisać w odpowiedzi, ile x jest równe. W przeciwnym razie rozwiązanie się nie liczy, tak...) Ślepy zaułek?
Spokojna! W takich wątpliwych przypadkach zachowują najogólniejsze zasady. Jak rozwiązywać równania? Co to znaczy rozwiązać równanie? To znaczy, znajdź wszystkie wartości x, które po wstawieniu do oryginalnego równania dadzą nam poprawną równość.
Ale mamy poprawną równość już stało się! 0=0, gdzie tak naprawdę?! Pozostaje dowiedzieć się, przy jakim x jest to uzyskane. W jakie wartości x można podstawić? oryginał równanie jeśli te x's nadal kurczyć się do zera? Daj spokój?)
TAk!!! Xs można podstawić każdy! Co chcesz. Co najmniej 5, co najmniej 0,05, co najmniej -220. Nadal będą się kurczyć. Jeśli mi nie wierzysz, możesz to sprawdzić.) Zastąp dowolne wartości x w oryginał równanie i obliczenia. Cały czas będzie uzyskiwana czysta prawda: 0=0, 2=2, -7,1=-7,1 i tak dalej.
Oto twoja odpowiedź: x jest dowolną liczbą.
Odpowiedź można zapisać różnymi symbolami matematycznymi, istota się nie zmienia. To jest całkowicie poprawna i kompletna odpowiedź.
Niespodzianka druga.
Weźmy to samo elementarne równanie liniowe i zmieńmy w nim tylko jedną liczbę. Tak zdecydujemy:
2x+1=5x+5 - 3x - 2
Po tych samych identycznych przekształceniach otrzymujemy coś intrygującego:
Lubię to. Rozwiązał równanie liniowe, uzyskał dziwną równość. Mówiąc matematycznie, mamy zła równość. Mówiąc prościej, to nieprawda. Zachwycać się. Niemniej jednak ten nonsens jest całkiem dobrym powodem prawidłowego rozwiązania równania.)
Ponownie myślimy w oparciu o ogólne zasady. Co da nam x po wstawieniu do pierwotnego równania? prawidłowy równość? Tak, żaden! Nie ma takich xów. Cokolwiek zastąpisz, wszystko zostanie zredukowane, bzdury pozostaną.)
Oto twoja odpowiedź: nie ma rozwiązań.
To też jest całkowicie słuszna odpowiedź. W matematyce takie odpowiedzi często się zdarzają.
Lubię to. Teraz mam nadzieję, że utrata X w procesie rozwiązywania dowolnego (nie tylko liniowego) równania w ogóle Ci nie przeszkadza. Sprawa jest znajoma.)
Teraz, gdy uporaliśmy się ze wszystkimi pułapkami w równaniach liniowych, rozwiązanie ich ma sens.
Jeśli podoba Ci się ta strona...
Nawiasem mówiąc, mam dla Ciebie kilka innych interesujących stron.)
Możesz ćwiczyć rozwiązywanie przykładów i sprawdzać swój poziom. Testowanie z natychmiastową weryfikacją. Nauka - z zainteresowaniem!)
możesz zapoznać się z funkcjami i pochodnymi.
W tym filmie przeanalizujemy cały zestaw równań liniowych, które są rozwiązywane za pomocą tego samego algorytmu - dlatego nazywa się je najprostszymi.
Na początek zdefiniujmy: czym jest równanie liniowe i które z nich należy nazwać najprostszym?
Równanie liniowe to takie, w którym występuje tylko jedna zmienna i to tylko pierwszego stopnia.
Najprostsze równanie oznacza konstrukcję:
Wszystkie inne równania liniowe sprowadza się do najprostszych za pomocą algorytmu:
- Otwarte nawiasy, jeśli występują;
- Przenieś terminy zawierające zmienną na jedną stronę znaku równości, a terminy bez zmiennej na drugą;
- Przynieś podobne warunki po lewej i prawej stronie znaku równości;
- Otrzymane równanie podziel przez współczynnik zmiennej $x$ .
Oczywiście ten algorytm nie zawsze pomaga. Faktem jest, że czasami po tych wszystkich machinacjach współczynnik zmiennej $x$ okazuje się równy zero. W takim przypadku możliwe są dwie opcje:
- Równanie nie ma w ogóle rozwiązań. Na przykład, gdy otrzymasz coś takiego jak $0\cdot x=8$, tj. po lewej stronie jest zero, a po prawej niezerowa liczba. W poniższym filmie przyjrzymy się kilku przyczynom, dla których taka sytuacja jest możliwa.
- Rozwiązaniem są wszystkie liczby. Jedynym przypadkiem, w którym jest to możliwe, jest sprowadzenie równania do konstrukcji $0\cdot x=0$. Jest całkiem logiczne, że bez względu na to, jakie $x$ zastąpimy, i tak okaże się, że „zero jest równe zero”, tj. poprawna równość liczbowa.
A teraz zobaczmy, jak to wszystko działa na przykładzie prawdziwych problemów.
Przykłady rozwiązywania równań
Dziś mamy do czynienia z równaniami liniowymi i to tylko najprostszymi. Ogólnie rzecz biorąc, równanie liniowe oznacza każdą równość, która zawiera dokładnie jedną zmienną i idzie tylko do pierwszego stopnia.
Takie konstrukcje są rozwiązywane w przybliżeniu w ten sam sposób:
- Przede wszystkim musisz otworzyć nawiasy, jeśli takie istnieją (jak w naszym ostatnim przykładzie);
- Następnie przynieś podobne
- Na koniec wyizoluj zmienną, tj. wszystko, co jest związane ze zmienną — terminy, w których jest ona zawarta — przenosi się na jedną stronę, a wszystko, co pozostaje bez niej, na drugą stronę.
Następnie z reguły trzeba zbliżyć po każdej stronie wynikową równość, a potem pozostaje tylko podzielić przez współczynnik przy „x”, a otrzymamy ostateczną odpowiedź.
W teorii wygląda to ładnie i prosto, ale w praktyce nawet doświadczeni licealiści mogą popełniać obraźliwe błędy w dość prostych równaniach liniowych. Zwykle błędy popełniane są albo podczas otwierania nawiasów, albo podczas liczenia „plusów” i „minusów”.
Poza tym zdarza się, że równanie liniowe nie ma w ogóle rozwiązań lub rozwiązaniem jest cała oś liczbowa, tj. Jakikolwiek numer. Przeanalizujemy te subtelności w dzisiejszej lekcji. Ale zaczniemy, jak już zrozumiałeś, od najprostszych zadań.
Schemat rozwiązywania prostych równań liniowych
Na początek jeszcze raz napiszę cały schemat rozwiązywania najprostszych równań liniowych:
- Rozwiń nawiasy, jeśli takie istnieją.
- Odseparuj zmienne, tj. wszystko, co zawiera „x”, jest przenoszone na jedną stronę, a bez „x” - na drugą.
- Przedstawiamy podobne terminy.
- Wszystko dzielimy przez współczynnik przy „x”.
Oczywiście ten schemat nie zawsze działa, ma pewne subtelności i sztuczki, a teraz je poznamy.
Rozwiązywanie rzeczywistych przykładów prostych równań liniowych
Zadanie 1
W pierwszym kroku musimy otworzyć wsporniki. Ale nie ma ich w tym przykładzie, więc pomijamy ten krok. W drugim kroku musimy wyizolować zmienne. Uwaga: mówimy tylko o indywidualnych terminach. Napiszmy:
Podajemy podobne terminy po lewej i prawej stronie, ale tutaj już to zostało zrobione. Dlatego przechodzimy do czwartego kroku: podziel przez współczynnik:
\[\frac(6x)(6)=-\frac(72)(6)\]
Tutaj otrzymaliśmy odpowiedź.
Zadanie nr 2
W tym zadaniu możemy obserwować nawiasy, więc je rozwińmy:
Zarówno po lewej, jak i po prawej stronie widzimy w przybliżeniu tę samą konstrukcję, ale działajmy zgodnie z algorytmem, tj. zmienne sekwestrujące:
Oto niektóre z nich:
Na jakich korzeniach to działa? Odpowiedź: dla każdego. Dlatego możemy napisać, że $x$ to dowolna liczba.
Zadanie nr 3
Trzecie równanie liniowe jest już bardziej interesujące:
\[\left(6-x \right)+\left(12+x \right)-\left(3-2x \right)=15\]
Jest tu kilka nawiasów, ale nie są one przez nic mnożone, po prostu mają przed sobą różne znaki. Podzielmy je:
Wykonujemy drugi już znany nam krok:
\[-x+x+2x=15-6-12+3\]
Obliczmy:
Wykonujemy ostatni krok - wszystko dzielimy przez współczynnik przy „x”:
\[\frac(2x)(x)=\frac(0)(2)\]
Rzeczy do zapamiętania podczas rozwiązywania równań liniowych
Jeśli zignorujemy zbyt proste zadania, to powiem:
- Jak powiedziałem powyżej, nie każde równanie liniowe ma rozwiązanie - czasami po prostu nie ma pierwiastków;
- Nawet jeśli są korzenie, to zero może się między nimi dostać - nie ma w tym nic złego.
Zero to ta sama liczba, co reszta, nie należy jej jakoś dyskryminować ani zakładać, że jeśli otrzymałeś zero, to zrobiłeś coś złego.
Kolejna funkcja związana jest z rozszerzaniem nawiasów. Uwaga: gdy przed nimi jest „minus”, usuwamy go, ale w nawiasach zmieniamy znaki na naprzeciwko. A potem możemy go otworzyć zgodnie ze standardowymi algorytmami: otrzymamy to, co widzieliśmy w powyższych obliczeniach.
Zrozumienie tego prostego faktu pomoże ci uniknąć popełniania głupich i bolesnych błędów w liceum, gdy robienie takich działań jest oczywiste.
Rozwiązywanie złożonych równań liniowych
Przejdźmy do bardziej złożonych równań. Teraz konstrukcje staną się bardziej skomplikowane i podczas wykonywania różnych przekształceń pojawi się funkcja kwadratowa. Jednak nie należy się tego obawiać, ponieważ jeśli zgodnie z intencją autora rozwiążemy równanie liniowe, to w procesie transformacji wszystkie jednomiany zawierające funkcję kwadratową z konieczności zostaną zredukowane.
Przykład 1
Oczywiście pierwszym krokiem jest otwarcie nawiasów. Zróbmy to bardzo ostrożnie:
Teraz weźmy prywatność:
\[-x+6((x)^(2))-6((x)^(2))+x=-12\]
Oto niektóre z nich:
Oczywiście to równanie nie ma rozwiązań, więc w odpowiedzi piszemy tak:
\[\różnorodność \]
lub bez korzeni.
Przykład #2
Wykonujemy te same kroki. Pierwszy krok:
Przenieśmy wszystko ze zmienną w lewo, a bez niej - w prawo:
Oto niektóre z nich:
Oczywiście to równanie liniowe nie ma rozwiązania, więc piszemy je tak:
\[\varnic\],
lub bez korzeni.
Niuanse rozwiązania
Oba równania są całkowicie rozwiązane. Na przykładzie tych dwóch wyrażeń po raz kolejny upewniliśmy się, że nawet w najprostszych równaniach liniowych wszystko może nie być takie proste: może być albo jeden, albo żaden, albo nieskończenie wiele. W naszym przypadku rozważaliśmy dwa równania, w obu po prostu nie ma pierwiastków.
Ale chciałbym zwrócić uwagę na inny fakt: jak pracować z nawiasami i jak je otwierać, jeśli przed nimi jest znak minus. Rozważ to wyrażenie:
Przed otwarciem musisz wszystko pomnożyć przez „x”. Uwaga: pomnóż każdy indywidualny termin. Wewnątrz znajdują się dwa wyrazy - odpowiednio dwa wyrazy i jest mnożony.
I dopiero po dokonaniu tych pozornie elementarnych, ale bardzo ważnych i niebezpiecznych przekształceń, można otworzyć nawias z tego punktu widzenia, że jest po nim znak minus. Tak, tak: dopiero teraz, po przekształceniach, pamiętamy, że przed nawiasami jest znak minus, co oznacza, że wszystko w dół po prostu zmienia znaki. Jednocześnie znikają same nawiasy i, co najważniejsze, znika również przedni „minus”.
To samo robimy z drugim równaniem:
Nieprzypadkowo zwracam uwagę na te drobne, pozornie nieistotne fakty. Bo rozwiązywanie równań to zawsze ciąg elementarnych przekształceń, gdzie niemożność jasnego i kompetentnego wykonania prostych czynności prowadzi do tego, że licealiści przychodzą do mnie i na nowo uczą się rozwiązywać takie proste równania.
Oczywiście nadejdzie dzień, w którym wyszlifujesz te umiejętności do automatyzmu. Nie musisz już za każdym razem wykonywać tylu przekształceń, wszystko napiszesz w jednej linijce. Ale kiedy dopiero się uczysz, musisz napisać każdą akcję osobno.
Rozwiązywanie jeszcze bardziej złożonych równań liniowych
To, co teraz rozwiążemy, trudno nazwać najprostszym zadaniem, ale znaczenie pozostaje takie samo.
Zadanie 1
\[\left(7x+1 \right)\left(3x-1 \right)-21((x)^(2))=3\]
Pomnóżmy wszystkie elementy z pierwszej części:
Zróbmy rekolekcje:
Oto niektóre z nich:
Zróbmy ostatni krok:
\[\frac(-4x)(4)=\frac(4)(-4)\]
Oto nasza ostateczna odpowiedź. I pomimo tego, że w procesie rozwiązywania mieliśmy współczynniki z funkcją kwadratową, to jednak wzajemnie się anihilowały, co sprawia, że równanie jest dokładnie liniowe, a nie kwadratowe.
Zadanie nr 2
\[\left(1-4x \right)\left(1-3x \right)=6x\left(2x-1 \right)\]
Zróbmy pierwszy krok ostrożnie: pomnóż każdy element w pierwszym nawiasie przez każdy element w drugim. W sumie po przekształceniach należy uzyskać cztery nowe terminy:
A teraz dokładnie wykonaj mnożenie w każdym wyrazie:
Przesuńmy wyrazy z "x" w lewo, a bez - w prawo:
\[-3x-4x+12((x)^(2))-12((x)^(2))+6x=-1\]
Oto podobne terminy:
Otrzymaliśmy ostateczną odpowiedź.
Niuanse rozwiązania
Najważniejsza uwaga dotycząca tych dwóch równań jest taka: jak tylko zaczniemy mnożyć nawiasy, w których jest więcej niż wyraz, to odbywa się to zgodnie z następującą zasadą: bierzemy pierwszy wyraz z pierwszego i mnożymy przez każdy element od drugiego; następnie bierzemy drugi element z pierwszego i podobnie mnożymy przez każdy element z drugiego. W rezultacie otrzymujemy cztery terminy.
Na sumie algebraicznej
Ostatnim przykładem chciałbym przypomnieć uczniom, czym jest suma algebraiczna. W matematyce klasycznej przez 1-7 $ rozumiemy konstrukcję prostą: odejmujemy siedem od jednego. W algebrze rozumiemy przez to, co następuje: do liczby „jeden” dodajemy kolejną liczbę, a mianowicie „minus siedem”. Ta suma algebraiczna różni się od zwykłej sumy arytmetycznej.
Gdy tylko wykonasz wszystkie przekształcenia, każde dodawanie i mnożenie, zaczniesz widzieć konstrukcje podobne do opisanych powyżej, po prostu nie będziesz miał problemów z algebrą podczas pracy z wielomianami i równaniami.
Podsumowując, spójrzmy na jeszcze kilka przykładów, które będą jeszcze bardziej złożone niż te, które właśnie oglądaliśmy, i aby je rozwiązać, będziemy musieli nieco rozszerzyć nasz standardowy algorytm.
Rozwiązywanie równań z ułamkiem
Aby rozwiązać takie zadania, do naszego algorytmu trzeba będzie dodać jeszcze jeden krok. Ale najpierw przypomnę nasz algorytm:
- Otwarte nawiasy.
- Oddzielne zmienne.
- Przynieś podobne.
- Podziel przez współczynnik.
Niestety, ten wspaniały algorytm, mimo całej swojej skuteczności, nie jest całkowicie odpowiedni, gdy mamy przed sobą ułamki. A w tym, co zobaczymy poniżej, w obu równaniach mamy ułamek po lewej i po prawej stronie.
Jak pracować w takim przypadku? Tak, to bardzo proste! Aby to zrobić, musisz dodać jeszcze jeden krok do algorytmu, który można wykonać zarówno przed pierwszą akcją, jak i po niej, a mianowicie pozbyć się ułamków. Zatem algorytm będzie wyglądał następująco:
- Pozbądź się ułamków.
- Otwarte nawiasy.
- Oddzielne zmienne.
- Przynieś podobne.
- Podziel przez współczynnik.
Co to znaczy „pozbyć się ułamków”? I dlaczego można to zrobić zarówno po, jak i przed pierwszym standardowym krokiem? W rzeczywistości w naszym przypadku wszystkie ułamki są liczbowe pod względem mianownika, tj. wszędzie mianownik to tylko liczba. Dlatego jeśli pomnożymy obie części równania przez tę liczbę, to pozbędziemy się ułamków.
Przykład 1
\[\frac(\left(2x+1 \right)\left(2x-3 \right))(4)=((x)^(2))-1\]
Pozbądźmy się ułamków w tym równaniu:
\[\frac(\left(2x+1 \right)\left(2x-3 \right)\cdot 4)(4)=\left(((x)^(2))-1 \right)\cdot cztery\]
Uwaga: wszystko jest mnożone przez „cztery” raz, tj. tylko dlatego, że masz dwa nawiasy nie oznacza, że musisz pomnożyć każdy z nich przez „cztery”. Napiszmy:
\[\left(2x+1 \right)\left(2x-3 \right)=\left(((x)^(2))-1 \right)\cdot 4\]
Teraz otwórzmy to:
Wykonujemy oddzielenie zmiennej:
Przeprowadzamy redukcję podobnych terminów:
\[-4x=-1\lewo| :\lewo(-4 \prawo) \prawo.\]
\[\frac(-4x)(-4)=\frac(-1)(-4)\]
Otrzymaliśmy ostateczne rozwiązanie, przechodzimy do drugiego równania.
Przykład #2
\[\frac(\left(1-x \right)\left(1+5x \right))(5)+((x)^(2))=1\]
Tutaj wykonujemy te same czynności:
\[\frac(\left(1-x \right)\left(1+5x \right)\cdot 5)(5)+((x)^(2))\cdot 5=5\]
\[\frac(4x)(4)=\frac(4)(4)\]
Problem rozwiązany.
To właściwie wszystko, co chciałem dzisiaj powiedzieć.
Kluczowe punkty
Najważniejsze ustalenia są następujące:
- Znać algorytm rozwiązywania równań liniowych.
- Możliwość otwierania nawiasów.
- Nie martw się, jeśli masz gdzieś funkcje kwadratowe, najprawdopodobniej w trakcie dalszych przekształceń zostaną one zmniejszone.
- Pierwiastki w równaniach liniowych, nawet najprostszych, są trzech typów: jeden pierwiastek, cała oś liczbowa jest pierwiastkiem, nie ma w ogóle pierwiastków.
Mam nadzieję, że ta lekcja pomoże Ci opanować prosty, ale bardzo ważny temat dla dalszego zrozumienia całej matematyki. Jeśli coś jest niejasne, wejdź na stronę, rozwiąż przedstawione tam przykłady. Bądź na bieżąco, czeka na Ciebie wiele innych ciekawych rzeczy!