Lineaariset yhtälöt. Ratkaisu, esimerkkejä.
Huomio!
On olemassa ylimääräisiä
materiaali erityisosastossa 555.
Niille, jotka vahvasti "ei kovin..."
Ja niille, jotka "erittäin...")
Lineaariset yhtälöt.
Lineaariset yhtälöt eivät ole koulumatematiikan vaikein aihe. Mutta siellä on joitain temppuja, jotka voivat hämmentää jopa koulutetun opiskelijan. Selvitetäänkö se?)
Lineaarinen yhtälö määritellään yleensä yhtälöksi, jonka muoto on:
kirves + b = 0 missä a ja b- mitkä tahansa numerot.
2x + 7 = 0. Tässä a=2, b = 7
0,1x - 2,3 = 0 Tässä a = 0,1, b = -2,3
12x + 1/2 = 0 Tässä a=12, b = 1/2
Ei mitään monimutkaista, eikö? Varsinkin jos et huomaa sanoja: "missä a ja b ovat mitä tahansa lukuja"... Ja jos huomaat, mutta ajattelet sitä huolimattomasti?) Loppujen lopuksi, jos a=0, b = 0(kaikki numerot ovat mahdollisia?), niin saadaan hauska lauseke:
Mutta ei siinä vielä kaikki! Jos sanotaan, a=0, a b = 5, siitä tulee jotain aivan absurdia:
Mikä rasittaa ja heikentää luottamusta matematiikkaan, kyllä ...) Varsinkin kokeissa. Mutta näistä outoista ilmauksista sinun on löydettävä myös X! Jota ei ole ollenkaan olemassa. Ja yllättävää kyllä, tämä X on erittäin helppo löytää. Opimme kuinka se tehdään. Tällä oppitunnilla.
Kuinka tunnistaa lineaarinen yhtälö ulkonäöltään? Riippuu mitä ulkomuoto.) Temppu on siinä, että lineaarisia yhtälöitä ei kutsuta vain muodon yhtälöiksi kirves + b = 0 , mutta myös kaikki yhtälöt, jotka on pelkistetty tähän muotoon muunnoksilla ja yksinkertaistuksilla. Ja kuka tietää, vähennetäänkö sitä vai ei?)
Lineaarinen yhtälö voidaan joissain tapauksissa tunnistaa selvästi. Sanotaan, että jos meillä on yhtälö, jossa on vain tuntemattomia ensimmäisessä asteessa, kyllä numerot. Ja yhtälö ei murtoluvut jaettuna tuntematon , on tärkeää! Ja jakamalla määrä, tai murtoluku - siinä se! Esimerkiksi:
Tämä on lineaarinen yhtälö. Tässä on murtolukuja, mutta neliössä, kuutiossa jne. ei ole x:iä, eikä nimittäjissä ole x:iä, ts. Ei jako x:llä. Ja tässä on yhtälö
ei voida kutsua lineaariksi. Tässä x:t ovat kaikki ensimmäisessä asteessa, mutta siellä on jakaminen lausekkeella x:llä. Yksinkertaistusten ja muunnosten jälkeen voit saada lineaarisen yhtälön ja toisen asteen ja mitä tahansa haluat.
Osoittautuu, että on mahdotonta löytää lineaarista yhtälöä jossain monimutkaisessa esimerkissä, ennen kuin melkein ratkaiset sen. Se on järkyttävää. Mutta tehtävissä he eivät yleensä kysy yhtälön muotoa, eikö niin? Tehtävissä yhtälöt ovat järjestyksessä päättää. Tämä tekee minut onnelliseksi.)
Lineaaristen yhtälöiden ratkaisu. Esimerkkejä.
Lineaaristen yhtälöiden koko ratkaisu koostuu identtisistä yhtälöiden muunnoksista. Muuten, nämä muunnokset (jopa kaksi!) ovat ratkaisujen taustalla kaikki matematiikan yhtälöt. Toisin sanoen päätös minkä tahansa Yhtälö alkaa samoilla muunnoksilla. Lineaaristen yhtälöiden tapauksessa se (ratkaisu) näiden muunnosten kohdalla päättyy täysimittaiseen vastaukseen. On järkevää seurata linkkiä, eikö?) Lisäksi on myös esimerkkejä lineaaristen yhtälöiden ratkaisemisesta.
Aloitetaan yksinkertaisimmalla esimerkillä. Ilman mitään sudenkuoppia. Oletetaan, että meidän on ratkaistava seuraava yhtälö.
x - 3 = 2 - 4x
Tämä on lineaarinen yhtälö. X:t ovat kaikki ensimmäisellä potenssilla, X:llä ei ole jakoa. Mutta itse asiassa emme välitä, mikä yhtälö on. Meidän on ratkaistava se. Kaava tässä on yksinkertainen. Kerää kaikki, jossa on x:t yhtälön vasemmalla puolella, kaikki ilman x:iä (numeroita) oikealta.
Tätä varten sinun on siirrettävä - 4x vasemmalle puolelle, tietysti merkin vaihdolla, mutta - 3 - oikealle. Tämä on muuten ensimmäinen identtinen yhtälöiden muunnos. Yllättynyt? Joten he eivät seuranneet linkkiä, mutta turhaan ...) Saamme:
x + 4x = 2 + 3
Annamme samanlaisia, harkitsemme:
Mitä tarvitsemme ollaksemme täysin onnellisia? Kyllä, niin että vasemmalla on puhdas X! Viisi on tiellä. Päästä eroon viidestä toinen identtinen yhtälöiden muunnos. Nimittäin jaamme molemmat yhtälön osat 5:llä. Saamme valmiin vastauksen:
Alkuperäinen esimerkki tietysti. Tämä on lämmittelyä varten.) Ei ole kovin selvää, miksi muistin tässä identtiset muunnokset? OK. Tartumme härkää sarvista.) Päätetään jotain vaikuttavampaa.
Tässä on esimerkiksi tämä yhtälö:
Mistä aloitamme? X:llä - vasemmalla, ilman X:llä - oikealla? Voisi olla niin. Pienet askeleet pitkällä tiellä. Ja voit heti, universaalilla ja tehokkaalla tavalla. Ellei tietenkään arsenaalissasi ole identtisiä yhtälöiden muunnoksia.
Esitän sinulle keskeisen kysymyksen: Mistä et pidä eniten tässä yhtälössä?
95 ihmistä 100:sta vastaa: murto-osia ! Vastaus on oikea. Joten päästään niistä eroon. Aloitamme siis heti toinen identtinen muunnos. Mitä tarvitaan kertomaan vasemmalla oleva murto-osa, jotta nimittäjä pienenee kokonaan? Aivan oikein, 3. Ja oikealla? Mutta matematiikan avulla voimme kertoa molemmat puolet sama numero. Miten pääsemme ulos? Kerrotaan molemmat puolet 12:lla! Nuo. yhteiseksi nimittäjäksi. Sitten kolme pienenee ja neljä. Älä unohda, että sinun on kerrottava jokainen osa täysin. Ensimmäinen vaihe näyttää tältä:
Hakasulkeiden laajentaminen:
Merkintä! Osoittaja (x+2) Otin suluissa! Tämä johtuu siitä, että murtolukuja kerrottaessa osoittaja kerrotaan kokonaisuudella, kokonaan! Ja nyt voit pienentää murtolukuja ja vähentää:
Loput sulkeet avataan:
Ei esimerkki, mutta silkkaa iloa!) Nyt muistamme loitsun alemmilla luokilla: x:llä - vasemmalle, ilman x:tä - oikealle! Ja käytä tätä muutosta:
Tässä muutamia kuten:
Ja jaamme molemmat osat 25:llä, ts. käytä toista muutosta uudelleen:
Siinä kaikki. Vastaus: X=0,16
Huomaa: saadaksemme alkuperäisen hämmentävän yhtälön miellyttävään muotoon käytimme kahta (vain kahta!) identtisiä muunnoksia- käännös vasen-oikea etumerkin muutoksella ja yhtälön kerto-jakalla samalla luvulla. Tämä on universaali tapa! Työskentelemme tällä tavalla minkä tahansa yhtälöt! Ehdottomasti mikä tahansa. Siksi toistan näitä identtisiä muunnoksia koko ajan.)
Kuten näet, lineaaristen yhtälöiden ratkaisemisen periaate on yksinkertainen. Otamme yhtälön ja yksinkertaistamme sitä identtisten muunnosten avulla, kunnes saamme vastauksen. Tärkeimmät ongelmat ovat laskelmissa, eivät ratkaisun periaatteessa.
Mutta... Alkeisimpien lineaaristen yhtälöiden ratkaisuprosessissa on sellaisia yllätyksiä, että ne voivat ajaa vahvaan umpikujaan...) Onneksi tällaisia yllätyksiä voi olla vain kaksi. Kutsutaanpa niitä erikoistapauksiksi.
Erikoistapaukset lineaariyhtälöiden ratkaisemisessa.
Yllätys ensin.
Oletetaan, että törmäät perusyhtälöön, kuten:
2x+3=5x+5 - 3x -2
Hieman tylsistyneenä siirrymme X:llä vasemmalle, ilman X:llä - oikealle ... Etumerkin vaihdolla kaikki on leuka-chinaaria ... Saamme:
2x-5x+3x=5-2-3
Me uskomme, ja ... voi! Saamme:
Tämä tasa-arvo ei sinänsä ole moitittavaa. Nolla on todella nolla. Mutta X on poissa! Ja meidän on kirjoitettava vastaukseen, mikä x on yhtä suuri. Muuten ratkaisua ei lasketa, kyllä...) Umpikuja?
Rauhoittaa! Tällaisissa epäilyttävissä tapauksissa yleisimmät säännöt pelastavat. Kuinka ratkaista yhtälöt? Mitä yhtälön ratkaiseminen tarkoittaa? Tämä tarkoittaa, Etsi kaikki x:n arvot, jotka alkuperäiseen yhtälöön korvattuna antavat meille oikean yhtälön.
Mutta meillä on oikea tasa-arvo jo tapahtui! 0=0, missä oikein?! On vielä selvitettävä, millä x:llä tämä saadaan. Millä x:n arvoilla voidaan korvata alkukirjain yhtälö, jos nämä x:t vieläkin kutistuu nollaan?Älä viitsi?)
Joo!!! X:t voidaan korvata minkä tahansa! Mitä haluat. Vähintään 5, vähintään 0,05, vähintään -220. Ne kutistuvat silti. Jos et usko minua, voit tarkistaa sen.) Korvaa mitkä tahansa x-arvot alkukirjain yhtälö ja laske. Koko ajan saadaan puhdas totuus: 0=0, 2=2, -7.1=-7.1 ja niin edelleen.
Tässä on vastauksesi: x on mikä tahansa luku.
Vastaus voidaan kirjoittaa erilaisilla matemaattisilla symboleilla, olemus ei muutu. Tämä on täysin oikea ja täydellinen vastaus.
Yllätys kakkosena.
Otetaan sama alkeislineaarinen yhtälö ja muutetaan vain yksi luku siinä. Tästä päätämme:
2x+1=5x+5 - 3x -2
Samojen identtisten muutosten jälkeen saamme jotain kiehtovaa:
Kuten tämä. Ratkaisi lineaarisen yhtälön, sai kummallisen yhtälön. Matemaattisesti sanottuna meillä on väärä tasa-arvo. Ja puhuminen selkeää kieltä, Tämä ei ole totta. Rave. Mutta tästä huolimatta tämä hölynpöly on varsin hyvä syy yhtälön oikeaan ratkaisuun.)
Jälleen ajattelemme alkaen yleiset säännöt. Mitä x, kun se korvataan alkuperäiseen yhtälöön, antaa meille oikea tasa-arvo? Kyllä, ei yhtään! Sellaisia x:iä ei ole olemassa. Mitä tahansa korvaatkin, kaikki vähenee, hölynpölyä jää.)
Tässä on vastauksesi: ei ole ratkaisuja.
Tämä on myös täysin pätevä vastaus. Matematiikassa tällaisia vastauksia esiintyy usein.
Kuten tämä. Nyt toivon, että X:iden menetys minkä tahansa (ei vain lineaarisen) yhtälön ratkaisemisessa ei häiritse sinua ollenkaan. Asia on tuttu.)
Nyt kun olemme käsitelleet kaikki lineaaristen yhtälöiden sudenkuopat, on järkevää ratkaista ne.
Jos pidät tästä sivustosta...
Muuten, minulla on sinulle pari muuta mielenkiintoista sivustoa.)
Voit harjoitella esimerkkien ratkaisemista ja selvittää tasosi. Testaus välittömällä vahvistuksella. Oppiminen - mielenkiinnolla!)
voit tutustua funktioihin ja johdannaisiin.
Tässä videossa analysoimme koko sarjan lineaarisia yhtälöitä, jotka ratkaistaan samalla algoritmilla - siksi niitä kutsutaan yksinkertaisimmiksi.
Aluksi määritellään: mikä on lineaarinen yhtälö ja mitä niistä pitäisi kutsua yksinkertaisimmaksi?
Lineaarinen yhtälö on sellainen, jossa on vain yksi muuttuja ja vain ensimmäisessä asteessa.
Yksinkertaisin yhtälö tarkoittaa rakennetta:
Kaikki muut lineaariset yhtälöt pelkistetään yksinkertaisimpiin käyttämällä algoritmia:
- Avoimet sulut, jos sellaisia on;
- Siirrä muuttujan sisältävät termit yhtäläisyysmerkin toiselle puolelle ja termit ilman muuttujaa toiselle puolelle;
- Tuo samat termit yhtäläisyysmerkin vasemmalle ja oikealle puolelle;
- Jaa saatu yhtälö muuttujan $x$ kertoimella.
Tämä algoritmi ei tietenkään aina auta. Tosiasia on, että joskus kaikkien näiden koneistusten jälkeen muuttujan $x$ kerroin osoittautuu nollaksi. Tässä tapauksessa kaksi vaihtoehtoa on mahdollista:
- Yhtälöllä ei ole lainkaan ratkaisuja. Esimerkiksi kun saat jotain $0\cdot x=8$, ts. vasemmalla on nolla ja oikealla on nollasta poikkeava luku. Alla olevassa videossa tarkastellaan useita syitä, miksi tämä tilanne on mahdollinen.
- Ratkaisu on kaikki numerot. Ainoa tapaus, jolloin tämä on mahdollista, on, kun yhtälö on pelkistetty konstruktioon $0\cdot x=0$. On aivan loogista, että riippumatta siitä, mitä $x$ korvaamme, siitä huolimatta tulee esiin "nolla on yhtä kuin nolla", ts. oikea numeerinen yhtäläisyys.
Ja nyt katsotaan kuinka se kaikki toimii todellisten ongelmien esimerkissä.
Esimerkkejä yhtälöiden ratkaisemisesta
Nykyään käsittelemme lineaarisia yhtälöitä, ja vain yksinkertaisimpia. Yleensä lineaarinen yhtälö tarkoittaa mitä tahansa yhtälöä, joka sisältää täsmälleen yhden muuttujan, ja se menee vain ensimmäiseen asteeseen.
Tällaiset rakenteet ratkaistaan suunnilleen samalla tavalla:
- Ensinnäkin sinun on avattava mahdolliset sulut (kuten viimeisessä esimerkissämme);
- Tuo sitten samanlainen
- Lopuksi eristetään muuttuja, ts. kaikki muuttujaan liittyvä - sen sisältämät termit - siirtyy toiselle puolelle ja kaikki, mikä jää ilman sitä, siirtyy toiselle puolelle.
Sitten sinun on pääsääntöisesti tuotava samanlainen tuloksena olevan tasa-arvon kummallekin puolelle, ja sen jälkeen jää vain jakaa kertoimella kohdassa "x", ja saamme lopullisen vastauksen.
Teoriassa tämä näyttää mukavalta ja yksinkertaiselta, mutta käytännössä jopa kokeneet lukiolaiset voivat tehdä loukkaavia virheitä melko yksinkertaisissa lineaarisissa yhtälöissä. Yleensä virheitä tehdään joko sulkuja avattaessa tai "plussia" ja "miinuksia" laskettaessa.
Lisäksi käy niin, että lineaarisella yhtälöllä ei ole ratkaisuja ollenkaan tai niin, että ratkaisu on koko lukuviiva, ts. mikä tahansa numero. Analysoimme näitä hienouksia tämän päivän oppitunnilla. Mutta aloitamme, kuten jo ymmärsit, yksinkertaisimmista tehtävistä.
Kaavio yksinkertaisten lineaaristen yhtälöiden ratkaisemiseksi
Aluksi haluan kirjoittaa vielä kerran koko kaavion yksinkertaisimpien lineaaristen yhtälöiden ratkaisemiseksi:
- Laajenna mahdolliset sulkeet.
- Eristä muuttujat, ts. kaikki, mikä sisältää "x":n, siirretään toiselle puolelle ja ilman x:tä - toiselle.
- Esittelemme samanlaisia termejä.
- Jaamme kaiken kertoimella "x".
Tämä järjestelmä ei tietenkään aina toimi, sillä on tiettyjä hienouksia ja temppuja, ja nyt opimme tuntemaan ne.
Tosiesimerkkien ratkaiseminen yksinkertaisista lineaarisista yhtälöistä
Tehtävä 1
Ensimmäisessä vaiheessa meidän on avattava kiinnikkeet. Mutta ne eivät ole tässä esimerkissä, joten ohitamme tämän vaiheen. Toisessa vaiheessa meidän on eristettävä muuttujat. Huomaa: puhumme vain yksittäisistä ehdoista. Kirjoitetaan:
Annamme samanlaiset ehdot vasemmalla ja oikealla, mutta tämä on jo tehty täällä. Siksi siirrymme neljänteen vaiheeseen: jaa kertoimella:
\[\frac(6x)(6)=-\frac(72)(6)\]
Tässä saimme vastauksen.
Tehtävä #2
Tässä tehtävässä voimme tarkkailla sulkuja, joten laajennetaan niitä:
Sekä vasemmalla että oikealla näemme suunnilleen saman konstruktion, mutta toimitaan algoritmin mukaan, ts. Sequester muuttujat:
Tässä muutamia kuten:
Millä juurilla tämä toimii? Vastaus: mihin tahansa. Siksi voimme kirjoittaa, että $x$ on mikä tahansa luku.
Tehtävä #3
Kolmas lineaarinen yhtälö on jo mielenkiintoisempi:
\[\vasen(6-x \oikea)+\vasen(12+x \oikea)-\vasen(3-2x \oikea)=15\]
Tässä on useita suluita, mutta niitä ei kerrota millään, niiden edessä on vain erilaisia merkkejä. Puretaan ne:
Suoritamme jo tuntemamme toisen vaiheen:
\[-x+x+2x=15-6-12+3\]
Lasketaan:
Me toteutamme viimeinen askel- jaa kaikki kertoimella "x":
\[\frac(2x)(x)=\frac(0)(2)\]
Muistettavaa, kun ratkaiset lineaarisia yhtälöitä
Jos jätämme huomiotta liian yksinkertaiset tehtävät, haluaisin sanoa seuraavaa:
- Kuten edellä sanoin, jokaisella lineaarisella yhtälöllä ei ole ratkaisua - joskus juuria ei yksinkertaisesti ole;
- Vaikka juuret olisivat, nolla voi päästä niiden joukkoon - siinä ei ole mitään vikaa.
Nolla on sama luku kuin muut, sinun ei pitäisi jotenkin syrjiä sitä tai olettaa, että jos saat nollan, olet tehnyt jotain väärin.
Toinen ominaisuus liittyy sulkeiden laajentamiseen. Huomaa: kun niiden edessä on "miinus", poistamme sen, mutta suluissa muutamme merkit vastapäätä. Ja sitten voimme avata sen standardialgoritmien mukaan: saamme sen, mitä näimme yllä olevissa laskelmissa.
Tämän yksinkertaisen tosiasian ymmärtäminen auttaa sinua välttämään typeriä ja loukkaavia virheitä lukiossa, kun tällaisia toimia pidetään itsestäänselvyytenä.
Monimutkaisten lineaaristen yhtälöiden ratkaiseminen
Jatketaan lisää monimutkaisia yhtälöitä. Nyt rakenteet monimutkaistuvat ja eri muunnoksia suoritettaessa tulee näkyviin neliöfunktio. Sinun ei kuitenkaan pidä pelätä tätä, koska jos ratkaisemme kirjoittajan tarkoituksen mukaan lineaarisen yhtälön, niin muunnosprosessissa kaikki monomit, jotka sisältävät toisen asteen funktion, pelkistyvät välttämättä.
Esimerkki #1
On selvää, että ensimmäinen askel on avata sulut. Tehdään tämä erittäin huolellisesti:
Otetaan nyt yksityisyys:
\[-x+6((x)^(2))-6((x)^(2))+x=-12\]
Tässä muutamia kuten:
Ilmeisesti tällä yhtälöllä ei ole ratkaisuja, joten vastauksessa kirjoitamme seuraavasti:
\[\lajike \]
tai ei juuria.
Esimerkki #2
Suoritamme samat vaiheet. Ensimmäinen askel:
Siirretään kaikki muuttujan kanssa vasemmalle ja ilman sitä - oikealle:
Tässä muutamia kuten:
Ilmeisesti tällä lineaarisella yhtälöllä ei ole ratkaisua, joten kirjoitamme sen näin:
\[\varnothing\],
tai ei juuria.
Ratkaisun vivahteet
Molemmat yhtälöt ovat täysin ratkaistu. Näiden kahden lausekkeen esimerkissä varmistimme jälleen kerran, että jopa yksinkertaisimmissa lineaarisissa yhtälöissä kaikki ei voi olla niin yksinkertaista: niitä voi olla joko yksi tai ei yhtään tai äärettömän monta. Meidän tapauksessamme tarkastelimme kahta yhtälöä, molemmissa ei yksinkertaisesti ole juuria.
Mutta haluaisin kiinnittää huomiosi toiseen tosiasiaan: kuinka työskennellä suluilla ja kuinka laajentaa niitä, jos niiden edessä on miinusmerkki. Harkitse tätä ilmaisua:
Ennen avaamista sinun on kerrottava kaikki "x":llä. Huomaa: kerro jokainen yksittäinen termi. Sisällä on kaksi termiä - vastaavasti kaksi termiä ja kerrotaan.
Ja vasta kun nämä näennäisesti alkeelliset, mutta erittäin tärkeät ja vaaralliset muutokset on saatu päätökseen, voidaan sulku avata siltä kannalta, että sen jälkeen on miinusmerkki. Kyllä, kyllä: vasta nyt, kun muunnokset on tehty, muistamme, että suluissa on miinusmerkki, mikä tarkoittaa, että kaikki alla oleva vain muuttaa merkkejä. Samaan aikaan itse kiinnikkeet katoavat ja mikä tärkeintä, myös etuosan "miinus" katoaa.
Teemme saman toisen yhtälön kanssa:
Ei ole sattumaa, että kiinnitän huomiota näihin pieniin, näennäisesti merkityksettömiin faktoihin. Koska yhtälöiden ratkaiseminen on aina alkeismuunnosten sarja, jossa kyvyttömyys tehdä selkeästi ja pätevästi yksinkertaisia toimintoja johtaa siihen, että lukiolaiset tulevat luokseni ja oppivat ratkaisemaan tällaisia yksinkertaisia yhtälöitä uudelleen.
Tietysti tulee päivä, jolloin hioat nämä taidot automatismiin. Sinun ei enää tarvitse tehdä niin monia muunnoksia joka kerta, kirjoitat kaiken yhdelle riville. Mutta kun olet vain oppimassa, sinun on kirjoitettava jokainen toiminto erikseen.
Vielä monimutkaisempien lineaaristen yhtälöiden ratkaiseminen
Sitä, mitä aiomme ratkaista nyt, voidaan tuskin kutsua yksinkertaisimmaksi tehtäväksi, mutta merkitys pysyy samana.
Tehtävä 1
\[\vasen(7x+1 \oikea)\vasen(3x-1 \oikea)-21((x)^(2))=3\]
Kerrotaan kaikki ensimmäisen osan elementit:
Tehdään retriitti:
Tässä muutamia kuten:
Tehdään viimeinen vaihe:
\[\frac(-4x)(4)=\frac(4)(-4)\]
Tässä on lopullinen vastauksemme. Ja huolimatta siitä, että ratkaisuprosessissa meillä oli neliöfunktion kertoimia, ne kuitenkin kumosivat toisensa, mikä tekee yhtälöstä täsmälleen lineaarisen, ei neliön.
Tehtävä #2
\[\vasen(1-4x \oikea)\vasen(1-3x \oikea)=6x\vasen(2x-1 \oikea)\]
Tehdään ensimmäinen vaihe huolellisesti: kerrotaan jokainen ensimmäisen sulussa oleva elementti jokaisella toisen elementillä. Yhteensä neljä uutta termiä tulisi saada muunnosten jälkeen:
Ja nyt suorita kertolasku huolellisesti jokaisessa termissä:
Siirretään termit "x":n kanssa vasemmalle ja ilman - oikealle:
\[-3x-4x+12((x)^(2))-12((x)^(2))+6x=-1\]
Tässä on samanlaisia termejä:
Olemme saaneet lopullisen vastauksen.
Ratkaisun vivahteet
Tärkein huomautus näistä kahdesta yhtälöstä on seuraava: heti kun alamme kertoa hakasulkeet, joissa on sitä suurempi termi, niin tämä tehdään seuraava sääntö: otamme ensimmäisen termin ensimmäisestä ja kerromme jokaisella elementillä toisesta; sitten otetaan toinen elementti ensimmäisestä ja kerrotaan samalla tavalla jokaisella toisesta elementistä. Tuloksena saamme neljä termiä.
Algebrallisella summalla
Viimeisellä esimerkillä haluaisin muistuttaa oppilaita, mikä on algebrallinen summa. Klassisessa matematiikassa $1-7$ tarkoitamme yksinkertaista konstruktiota: vähennämme seitsemän yhdestä. Algebrassa tarkoitamme tällä seuraavaa: numeroon "yksi" lisäämme toisen luvun, nimittäin "miinus seitsemän". Tämä algebrallinen summa eroaa tavallisesta aritmeettisesta summasta.
Heti kun suoritat kaikkia muunnoksia, jokaista yhteenlaskua ja kertolaskua, alat nähdä edellä kuvatun kaltaisia rakenteita, sinulla ei yksinkertaisesti ole ongelmia algebrassa työskennellessäsi polynomien ja yhtälöiden kanssa.
Lopuksi katsotaan vielä muutama esimerkki, jotka ovat vieläkin monimutkaisempia kuin juuri tarkastelimme, ja niiden ratkaisemiseksi meidän on laajennettava hieman standardialgoritmiamme.
Yhtälöiden ratkaiseminen murtoluvulla
Tällaisten tehtävien ratkaisemiseksi algoritmiimme on lisättävä vielä yksi vaihe. Mutta ensin muistutan algoritmimme:
- Avaa kiinnikkeet.
- Erilliset muuttujat.
- Tuo samanlainen.
- Jaa kertoimella.
Valitettavasti tämä upea algoritmi kaikesta tehokkuudestaan huolimatta ei ole täysin sopiva, kun meillä on edessämme murto-osia. Ja mitä näemme alla, molemmissa yhtälöissä on murto-osa vasemmalla ja oikealla.
Kuinka toimia tässä tapauksessa? Kyllä, se on hyvin yksinkertaista! Tätä varten sinun on lisättävä algoritmiin vielä yksi vaihe, joka voidaan suorittaa sekä ennen ensimmäistä toimintoa että sen jälkeen, nimittäin päästä eroon murtoluvuista. Algoritmi tulee siis olemaan seuraava:
- Päästä eroon murtoluvuista.
- Avaa kiinnikkeet.
- Erilliset muuttujat.
- Tuo samanlainen.
- Jaa kertoimella.
Mitä tarkoittaa "päästä eroon murtoluvuista"? Ja miksi tämä on mahdollista tehdä sekä ensimmäisen vakiovaiheen jälkeen että ennen sitä? Itse asiassa meidän tapauksessamme kaikki murtoluvut ovat numeerisia nimittäjän suhteen, ts. kaikkialla nimittäjä on vain numero. Siksi, jos kerromme yhtälön molemmat osat tällä luvulla, pääsemme eroon murtoluvuista.
Esimerkki #1
\[\frac(\vasen(2x+1 \oikea)\vasen(2x-3 \oikea))(4)=((x)^(2))-1\]
Päätetään eroon tämän yhtälön murtoluvuista:
\[\frac(\left(2x+1 \right)\left(2x-3 \right)\cdot 4)(4)=\left(((x)^(2))-1 \right)\cdot neljä\]
Huomaa: kaikki kerrotaan "neljällä" kerran, ts. se, että sinulla on kaksi hakasulkua, ei tarkoita, että sinun täytyy kertoa niistä jokainen "neljällä". Kirjoitetaan:
\[\vasen(2x+1 \oikea)\vasen(2x-3 \oikea)=\vasen(((x)^(2))-1 \oikea)\cdot 4\]
Nyt avataan:
Suoritamme muuttujan eristämisen:
Suoritamme vastaavien ehtojen vähentämisen:
\[-4x=-1\left| :\vasen(-4 \oikea) \oikea.\]
\[\frac(-4x)(-4)=\frac(-1)(-4)\]
Olemme saaneet lopullisen ratkaisun, siirrymme toiseen yhtälöön.
Esimerkki #2
\[\frac(\vasen(1-x \oikea)\vasen(1+5x \oikea))(5)+((x)^(2))=1\]
Täällä teemme kaikki samat toiminnot:
\[\frac(\left(1-x \right)\left(1+5x \right)\cdot 5)(5)+((x)^(2))\cdot 5=5\]
\[\frac(4x)(4)=\frac(4)(4)\]
Ongelma ratkaistu.
Se on itse asiassa kaikki, mitä halusin kertoa tänään.
Avainkohdat
Tärkeimmät havainnot ovat seuraavat:
- Tunne lineaaristen yhtälöiden ratkaisualgoritmi.
- Kyky avata kiinnikkeitä.
- Älä huoli, jos sinulla on toisen asteen funktioita jossain, todennäköisimmin lisämuunnosprosessissa niitä pienennetään.
- Lineaaristen yhtälöiden juuret, jopa yksinkertaisimmat, ovat kolmenlaisia: yksi juuri, koko lukuviiva on juuri, juuria ei ole ollenkaan.
Toivon, että tämä oppitunti auttaa sinua hallitsemaan yksinkertaisen, mutta erittäin tärkeän aiheen kaiken matematiikan ymmärtämiseksi paremmin. Jos jokin on epäselvää, mene sivustolle ja ratkaise siellä esitetyt esimerkit. Pysy kuulolla, sinua odottaa paljon muuta mielenkiintoista!
Analysoimme kahden tyyppisiä yhtälöjärjestelmiä:
1. Järjestelmän ratkaisu korvausmenetelmällä.
2. Järjestelmän ratkaisu järjestelmän yhtälöiden termittäin yhteenlaskemalla (vähennyksellä).
Yhtälöjärjestelmän ratkaisemiseksi korvausmenetelmä sinun on noudatettava yksinkertaista algoritmia:
1. ilmaisemme. Mistä tahansa yhtälöstä ilmaisemme yhden muuttujan.
2. Korvaava. Korvaamme saadun arvon toisella yhtälöllä ilmaistun muuttujan sijaan.
3. Ratkaisemme tuloksena olevan yhtälön yhdellä muuttujalla. Löydämme ratkaisun järjestelmään.
Ratkaista järjestelmä termi kerrallaan lisäämällä (vähennyslasku) tarve:
1. Valitse muuttuja, jolle teemme samat kertoimet.
2. Lisäämme tai vähennämme yhtälöt, jolloin saamme yhtälön, jossa on yksi muuttuja.
3. Ratkaisemme tuloksena olevan lineaarisen yhtälön. Löydämme ratkaisun järjestelmään.
Järjestelmän ratkaisu on funktion kuvaajien leikkauspisteet.
Tarkastellaan yksityiskohtaisesti järjestelmien ratkaisua esimerkkien avulla.
Esimerkki 1:
Ratkaistaan korvausmenetelmällä
Yhtälöjärjestelmän ratkaiseminen korvausmenetelmällä2x+5y=1 (1 yhtälö)
x-10y = 3 (2. yhtälö)
1. Express
Voidaan nähdä, että toisessa yhtälössä on muuttuja x, jonka kerroin on 1, joten käy ilmi, että muuttuja x on helpoin ilmaista toisesta yhtälöstä.
x=3+10v
2. Ilmaisemisen jälkeen korvaamme ensimmäisessä yhtälössä muuttujan x sijasta 3 + 10y.
2(3+10v)+5v=1
3. Ratkaisemme tuloksena olevan yhtälön yhdellä muuttujalla.
2(3+10v)+5v=1 (avoimet sulut)
6+20v+5v=1
25v = 1-6
25v = -5 |: (25)
y = -5:25
y = -0,2
Yhtälöjärjestelmän ratkaisu on graafien leikkauspisteet, joten meidän on löydettävä x ja y, koska leikkauspiste koostuu x:stä ja y:stä. Etsitään x, ensimmäisessä kappaleessa, jossa ilmaisimme, korvaamme y:n.
x=3+10v
x=3+10*(-0,2)=1
On tapana kirjoittaa ensin pisteet, kirjoitetaan muuttuja x ja toiseksi muuttuja y.
Vastaus: (1; -0,2)
Esimerkki 2:
Ratkaistaan termi kerrallaan yhteenlaskemalla (vähennyslasku).
Yhtälöjärjestelmän ratkaiseminen summausmenetelmällä3x-2y=1 (1 yhtälö)
2x-3y = -10 (2. yhtälö)
1. Valitse muuttuja, oletetaan, että valitsemme x. Ensimmäisessä yhtälössä muuttujan x kerroin on 3, toisessa - 2. Meidän on tehtävä kertoimet samat, tätä varten meillä on oikeus kertoa yhtälöt tai jakaa millä tahansa luvulla. Kerromme ensimmäisen yhtälön 2:lla ja toisen 3:lla ja saamme kokonaiskertoimen 6.
3x-2v=1 |*2
6x-4v = 2
2x-3v = -10 |*3
6x-9v=-30
2. Vähennä ensimmäisestä yhtälöstä toinen päästäksesi eroon muuttujasta x. Ratkaise lineaarinen yhtälö.
__6x-4y=2
5v=32 | :5
y = 6,4
3. Etsi x. Korvaamme löydetyn y:n missä tahansa yhtälössä, vaikkapa ensimmäisessä yhtälössä.
3x-2v=1
3x-2*6,4=1
3x-12,8 = 1
3x=1+12,8
3x=13,8 |:3
x = 4,6
Leikkauspiste on x=4,6; y = 6,4
Vastaus: (4.6; 6.4)
Haluatko valmistautua kokeisiin ilmaiseksi? Tutori verkossa on ilmainen. Ihan totta.
7. luokan matematiikan kurssilla he tapaavat ensin yhtälöt kahdella muuttujalla, mutta niitä tutkitaan vain yhtälöjärjestelmien yhteydessä, joissa on kaksi tuntematonta. Tästä syystä joukko ongelmia putoaa näkyvistä, joissa yhtälön kertoimille asetetaan tiettyjä ehtoja, jotka rajoittavat niitä. Lisäksi ongelmien ratkaisumenetelmät, kuten "Ratkaise yhtälö luonnollisina tai kokonaislukuina", jätetään myös huomiotta, vaikka KÄYTÄ materiaaleja ja pääsykokeissa tällaisia ongelmia kohdataan yhä useammin.
Mitä yhtälöä kutsutaan yhtälöksi, jossa on kaksi muuttujaa?
Joten esimerkiksi yhtälöt 5x + 2y = 10, x 2 + y 2 = 20 tai xy = 12 ovat kaksimuuttujayhtälöitä.
Tarkastellaan yhtälöä 2x - y = 1. Se muuttuu todelliseksi yhtälöksi kohdissa x = 2 ja y = 3, joten tämä muuttujaarvopari on ratkaisu tarkasteltavaan yhtälöön.
Siten minkä tahansa yhtälön ratkaisu kahdella muuttujalla on joukko järjestettyjä pareja (x; y), muuttujien arvot, jotka tämä yhtälö muuttaa todelliseksi numeeriseksi yhtälöksi.
Yhtälö, jossa on kaksi tuntematonta, voi:
a) on yksi ratkaisu. Esimerkiksi yhtälöllä x 2 + 5y 2 = 0 on ainoa päätös (0; 0);
b) on useita ratkaisuja. Esimerkiksi (5 -|x|) 2 + (|y| – 2) 2 = 0 sisältää 4 ratkaisua: (5; 2), (-5; 2), (5; -2), (-5; -2);
sisään) ei ole ratkaisuja. Esimerkiksi yhtälöllä x 2 + y 2 + 1 = 0 ei ole ratkaisuja;
G) ratkaisuja on äärettömän monta. Esimerkiksi x + y = 3. Tämän yhtälön ratkaisut ovat lukuja, joiden summa on 3. Tämän yhtälön ratkaisujen joukko voidaan kirjoittaa muodossa (k; 3 - k), missä k on mikä tahansa reaaliluku.
Tärkeimmät menetelmät kahdella muuttujalla olevien yhtälöiden ratkaisemiseksi ovat menetelmät, jotka perustuvat factoring-lausekkeisiin, joissa korostetaan koko neliö ja käytetään ominaisuuksia toisen asteen yhtälö, rajoitetut ilmaisut, arviointimenetelmät. Yhtälö muunnetaan pääsääntöisesti muotoon, josta voidaan saada järjestelmä tuntemattomien löytämiseksi.
Faktorisointi
Esimerkki 1
Ratkaise yhtälö: xy - 2 = 2x - y.
Ratkaisu.
Ryhmittelemme ehdot factoringia varten:
(xy + y) - (2x + 2) = 0. Ota yhteinen kerroin kustakin suluista:
y(x + 1) – 2(x + 1) = 0;
(x + 1)(y - 2) = 0. Meillä on:
y = 2, x on mikä tahansa reaaliluku tai x = -1, y on mikä tahansa reaaliluku.
Tällä tavalla, vastaus on kaikki muodon (x; 2), x € R ja (-1; y), y € R parit.
Ei-negatiivisten lukujen nollan yhtäläisyys
Esimerkki 2
Ratkaise yhtälö: 9x 2 + 4y 2 + 13 = 12(x + y).
Ratkaisu.
Ryhmittely:
(9x 2 - 12x + 4) + (4y 2 - 12y + 9) = 0. Nyt jokainen sulku voidaan tiivistää neliöerokaavalla.
(3x - 2) 2 + (2v - 3) 2 = 0.
Kahden ei-negatiivisen lausekkeen summa on nolla vain, jos 3x - 2 = 0 ja 2y - 3 = 0.
Joten x = 2/3 ja y = 3/2.
Vastaus: (2/3; 3/2).
Arviointimenetelmä
Esimerkki 3
Ratkaise yhtälö: (x 2 + 2x + 2) (y 2 - 4y + 6) = 2.
Ratkaisu.
Valitse jokaisesta hakasulkeesta täysi neliö:
((x + 1) 2 + 1)((y – 2) 2 + 2) = 2. Arvio suluissa olevien ilmaisujen merkitys.
(x + 1) 2 + 1 ≥ 1 ja (y - 2) 2 + 2 ≥ 2, silloin yhtälön vasen puoli on aina vähintään 2. Tasa-arvo on mahdollinen, jos:
(x + 1) 2 + 1 = 1 ja (y - 2) 2 + 2 = 2, joten x = -1, y = 2.
Vastaus: (-1; 2).
Tutustutaan toiseen menetelmään yhtälöiden ratkaisemiseksi kahdella toisen asteen muuttujalla. Tämä menetelmä on, että yhtälöä pidetään neliö jonkin muuttujan suhteen.
Esimerkki 4
Ratkaise yhtälö: x 2 - 6x + y - 4√y + 13 = 0.
Ratkaisu.
Ratkaistaan yhtälö neliöllisenä x:n suhteen. Etsitään diskriminantti:
D = 36-4(y-4√y + 13) = -4y + 16√y-16 = -4(√y-2)2. Yhtälöllä on ratkaisu vain kun D = 0, eli jos y = 4. Korvaamme y:n arvon alkuperäiseen yhtälöön ja huomaamme, että x = 3.
Vastaus: (3; 4).
Usein yhtälöissä kaksi tuntematonta osoittavat muuttujien rajoituksia.
Esimerkki 5
Ratkaise yhtälö kokonaislukuina: x 2 + 5y 2 = 20x + 2.
Ratkaisu.
Kirjoitetaan yhtälö uudelleen muotoon x 2 = -5y 2 + 20x + 2. Tuloksena olevan yhtälön oikea puoli, kun se jaetaan 5:llä, antaa jäännöksen 2:sta. Siksi x 2 ei ole jaollinen viidellä. Mutta neliö luku, joka ei ole jaollinen viidellä, antaa jäännöksen 1 tai 4. Näin ollen yhtäläisyys on mahdotonta eikä ratkaisuja ole.
Vastaus: ei juuria.
Esimerkki 6
Ratkaise yhtälö: (x 2 - 4|x| + 5) (y 2 + 6y + 12) = 3.
Ratkaisu.
Valitsemme täydet ruudut kustakin suluista:
((|x| – 2) 2 + 1)((y + 3) 2 + 3) = 3. Yhtälön vasen puoli on aina suurempi tai yhtä suuri kuin 3. Tasa-arvo on mahdollinen, jos |x| – 2 = 0 ja y + 3 = 0. Siten x = ± 2, y = -3.
Vastaus: (2; -3) ja (-2; -3).
Esimerkki 7
Jokaiselle negatiivisten kokonaislukujen (x; y) parille, joka täyttää yhtälön
x 2 - 2xy + 2y 2 + 4y = 33, laske summa (x + y). Vastaa pienimpään summaan.
Ratkaisu.
Valitse täydet neliöt:
(x 2 - 2xy + y 2) + (y 2 + 4y + 4) = 37;
(x - y) 2 + (y + 2) 2 = 37. Koska x ja y ovat kokonaislukuja, myös niiden neliöt ovat kokonaislukuja. Kahden kokonaisluvun neliöiden summa, joka on yhtä suuri kuin 37, saadaan, jos lasketaan yhteen 1 + 36. Siksi:
(x - y) 2 = 36 ja (y + 2) 2 = 1
(x - y) 2 = 1 ja (y + 2) 2 = 36.
Ratkaisemalla nämä järjestelmät ja ottaen huomioon, että x ja y ovat negatiivisia, löydämme ratkaisut: (-7; -1), (-9; -3), (-7; -8), (-9; -8).
Vastaus: -17.
Älä vaivu epätoivoon, jos sinulla on vaikeuksia ratkaista yhtälöitä kahdella tuntemattomalla. Pienellä harjoituksella pystyt hallitsemaan minkä tahansa yhtälön.
Onko sinulla kysymyksiä? Etkö tiedä kuinka ratkaista yhtälöitä kahdella muuttujalla?
Saadaksesi tutorin apua - rekisteröidy.
Ensimmäinen oppitunti on ilmainen!
Sivusto, jossa materiaali kopioidaan kokonaan tai osittain, linkki lähteeseen vaaditaan.