Как посчитать уравнение с одним неизвестным
Уравнение с одним неизвестным
Уравнение вида ax = b, где x — неизвестное, a и b — числа, называется уравнением с одним неизвестным или линейным уравнением.
Число a называется коэффициентом при неизвестном, а число b — свободным членом.
Если в уравнении ax = b коэффициент не равен нулю (a ≠ 0), то, разделив обе части уравнения на a, получим . Значит, уравнение ax = b, в котором a ≠ 0, имеет единственный корень
.
Если в уравнении ax = b коэффициент равен нулю (a = 0), а свободный член не равен нулю (b ≠ 0), то уравнение не имеет корней, так как равенство 0x = b, где b ≠ 0, не является верным ни при каком значении x.
Если в уравнении ax = b и коэффициент, и свободный член равны нулю (a = 0 и b = 0), то уравнение имеет бесконечное множество корней, так как равенство 0x = 0 верно при любом значении x.
Решение уравнений с одним неизвестным
Все уравнения с одним неизвестным решаются одинаково с помощью преобразований, которые могут выполняться в любом порядке. Список возможных преобразований, которые могут быть использованы для решения уравнений:
Пример 1. Решить уравнение
Уравнение обратилось в верное равенство, следовательно, корень был найден верно.
Пример 2. Решить уравнение
Обычно все рассуждения при решении уравнения производят устно, а само решение записывается так:
Линейное уравнение с одной переменной
Тема урока: § 5. Линейное уравнение с одной переменной. Навык решения линейных уравнений проверяется на экзаменах ОГЭ и ЕГЭ и необходим для решения текстовых задач.
Определение:
Корень уравнения с одной переменной — это число, обращающее данное уравнение в верное равенство.
Решить уравнение — значит найти множество всех его корней.
Линейное уравнение
Определение:
Каждое алгебраическое уравнение с одним неизвестным, степень которого равна единице называется линейным уравнением.
В общем виде линейное уравнение имеет вид:
Примеры линейных уравнений
Приведём несколько примеров линейных уравнений:
Заметим, что каждое из данных равенств имеет общую форму:
$$kx+b=0 \Leftrightarrow kx=-b$$
Следующие уравнения не будут являться линейными, так как они не имеют вышеописанный вид.
Свойства линейных уравнений
Линейные уравнения обладают рядом специфических свойств, рассмотрим их:
Любое слагаемое можно переносить в противоположную сторону равенства, но при этом слагаемое меняет знак. Покажем на примере равенства:
Смена знака связана с тем, что мы вправе прибавлять к обоим частям уравнения одно и то же число (смысл уравнения от этого не меняется).
$$x+0=0-2 \Rightarrow x=-2$$
Каждую часть равенства можно умножать, делить на одно и то же число отличное от нуля (смысл уравнения от этого не меняется). Покажем на примере того же равенства, домножив обе части на число четыре:
$$x+2=0 \Rightarrow (x+2)\cdot 4=0\cdot 4$$
Равносильные уравнения
Рассмотрим три уравнения:
Каждое решение уравнения (3) является решением уравнения (1) и каждое решение уравнения (1) является решением уравнения (3). Такие уравнения называются равносильными.
Важно!
У равносильных уравнений множества их решений совпадают.
В дальнейшем мы будем часто использовать такую символику.
Свойства равенств
Приведем еще два свойства равенств, которые нам понадобятся дальше:
Примеры решения уравнений
Свойства равенств используются при решении уравнений. Покажем это на примере.
Из свойства 5. следует, что последние два уравнения равносильны:
$$6x=42 \Leftrightarrow x=7$$
Рассмотренный пример показывает, что перенос членов уравнения из одной его части в другую с противоположным знаком и умножение (или деление) обеих частей уравнения на неравное нулю число приводят к уравнению, равносильному данному.
Приведем все слагаемые левой части уравнения к общему знаменателю:
Общий вид решений линейного уравнения
Шаг 1.
$$k=0, b\neq 0 \Rightarrow 0\cdot x=-b$$
Шаг 2.
Коэффициент при неизвестной и свободный член отличны от нуля:
$$k\neq 0, b\neq 0 \Rightarrow kx=-b \Rightarrow x=\frac<-b>
Шаг 3.
$$k=0, b=0 \Rightarrow kx=-b \Rightarrow 0\cdot x=0$$
В данном случае решение можно записать несколькими способами, например с помощью двойного неравенства:
Задача №1.
Раскроем скобки и приведем подобные.
Перенесем слагаемые содержащие неизвестную в одну часть, а остальные в другую.
Задача №2.
Раскроем скобки в обеих частях равенства.
Перенесем переменные вправо, а остальные слагаемые влево.
Задача №3.
Для решения уравнения нужно воспользоваться свойством произведения. Произведение равно нулю, тогда и только тогда, когда один из множителей равен нулю, а значит одно из выражений в скобках должно равнятся нулю. Рассмотрим первый случай:
Теперь рассмотрим второй случай:
Задача №4.
Найдите корень уравнения:
$$(3m+5)\cdot 3=(5m+1)\cdot 4$$
$$3m\cdot 3+5\cdot 3=5m\cdot 4+1\cdot 4$$
Задача №5.
Обратим внимание на правую часть равенства и воспользуемся свойством:
Если перед скобками стоит знак минус, то при их раскрытии все знаки стоящие в скобках меняются на противоположные.
Решение простых линейных уравнений
Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).
Понятие уравнения
Уравнение — это математическое равенство, в котором неизвестна одна или несколько величин. Значение неизвестных нужно найти так, чтобы при их подстановке в пример получилось верное числовое равенство.
Например, возьмем выражение 2 + 4 = 6. При вычислении левой части получается верное числовое равенство, то есть 6 = 6.
Уравнением можно назвать выражение 2 + x = 6, с неизвестной переменной x, значение которой нужно найти. Результат должен быть таким, чтобы знак равенства был оправдан, и левая часть равнялась правой.
Корень уравнения — то самое число, которое при подстановке на место неизвестной уравнивает выражения справа и слева.
Решить уравнение значит найти все возможные корни или убедиться, что их нет.
Решить уравнение с двумя, тремя и более переменными — это два, три и более значения переменных, которые обращают данное выражение в верное числовое равенство.
Равносильные уравнения — это те, в которых совпадают множества решений. Другими словами, у них одни и те же корни.
Какие бывают виды уравнений
Уравнения могут быть разными, самые часто встречающиеся — линейные и квадратные.
Особенность преобразований алгебраических уравнений в том, что в левой части должен остаться многочлен от неизвестных, а в правой — нуль.
Линейное уравнение выглядит так | ах + b = 0, где a и b — действительные числа. Что поможет в решении: Числовой коэффициент — число, которое стоит при неизвестной переменной. Кроме линейных и квадратных есть и другие виды уравнений, с которыми мы познакомимся в следующий раз: Онлайн-курсы по математике за 7 класс помогут закрепить новые знания на практике с талантливым преподавателем. Как решать простые уравненияЧтобы научиться решать простые линейные уравнения, нужно запомнить формулу и два основных правила. 1. Правило переноса. При переносе из одной части в другую, член уравнения меняет свой знак на противоположный. Для примера рассмотрим простейшее уравнение: x+3=5 Начнем с того, что в каждом уравнении есть левая и правая часть. Перенесем 3 из левой части в правую и меняем знак на противоположный. Можно проверить: 2 + 3 = 5. Все верно. Корень равен 2. Решим еще один пример: 6x = 5x + 10. Перенесем 5x из правой части в левую. Знак меняем на противоположный, то есть на минус. Приведем подобные и завершим решение. 2. Правило деления. В любом уравнении можно разделить левую и правую часть на одно и то же число. Это может ускорить процесс решения. Главное — быть внимательным, чтобы не допустить глупых ошибок. Применим правило при решении примера: 4x=8. При неизвестной х стоит числовой коэффициент — 4. Их объединяет действие — умножение. Чтобы решить уравнение, нужно сделать так, чтобы при неизвестной x стояла единица. Разделим каждую часть на 4. Как это выглядит: Теперь сократим дроби, которые у нас получились и завершим решение линейного уравнения: Рассмотрим пример, когда неизвестная переменная стоит со знаком минус: −4x = 12 Если знак минус стоит перед скобками, и по ходу вычислений его убрали — важно не забыть поменять знаки внутри скобок на противоположные. Этот простой факт позволит не допустить обидные ошибки, особенно в старших классах. Напомним, что не у каждого линейного уравнения есть решение — иногда корней просто нет. Изредка среди корней может оказаться ноль — ничего страшного, это не значит, что ход решения оказался неправильным. Ноль — такое же число, как и остальные. Способов решения линейных уравнений немного, нужно запомнить только один алгоритм, который будет эффективен для любой задачки. Чтобы быстрее запомнить ход решения и формулу линейного уравнения, скачайте или распечатайте алгоритм — храните его в телефоне, учебнике или на рабочем столе. Примеры линейных уравненийТеперь мы знаем, как решать линейные уравнения. Осталось попрактиковаться на задачках, чтобы чувствовать себя увереннее на контрольных. Давайте решать вместе! Пример 1. Как правильно решить уравнение: 6х + 1 = 19. Пример 2. Как решить уравнение: 5(х − 3) + 2 = 3 (х − 4) + 2х − 1. 5х − 15 + 2 = 3х − 12 + 2х − 1 5х − 3х − 2х = −12 − 1 + 15 − 2 Ответ: х — любое число. Пример 3. Решить: 4х = 1/8. Пример 4. Решить: 4(х + 2) = 6 − 7х. Ответ: −2/11 или −(0,18). О десятичных дробях можно почитать в другой нашей статье. Пример 5. Решить: Пример 6. Как решить линейное уравнение: х + 7 = х + 4. 5х — 15 + 2 = 3х — 2 + 2х — 1 Пример 7. Решить: 2(х + 3) = 5 − 7х. Уравнения с одним неизвестнымУравнение с неизвестным может быть изначально равно нулю, если в нем отсутствуют степени, то оно линейное и выглядит так: Сводим ближе соответствующие части: При этом, для удобства решения таких уравнений мы можем также что-то прибавлять в обе части, умножать, делить и т.д. Например, вот так вполне можно: так как обе части, по сути, не изменились, мы просто сделали это для удобства расчетов, а потом в нужный момент вычтем эти шестерки: Очень удобно использовать умножение при дробных уравнениях: Если умножить это уравнение на 12, то мы сократим первую и вторую дробь, т.к. 3*4 = 12. Сделаем это: Подставляем в уравнение: Редактировать этот урок и/или добавить задание Добавить свой урок и/или задание Добавить интересную новость Добавить анкету репетитора и получать бесплатно заявки на обучение от учеников При правильном ответе Вы получите 1 балл Найдите коэффициент «a», при «x», в линейном уравнении: Выберите всего один правильный ответ. Добавление комментариев доступно только зарегистрированным пользователям Lorem iorLorem ipsum dolor sit amet, sed do eiusmod tempbore et dolore maLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit, sed do eiusmod tempborgna aliquoLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit, sed do eiusmod tempbore et dLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit, sed do eiusmod tempborlore m mollit anim id est laborum. 28.01.17 / 22:14, Иван Иванович Ответить +5 Lorem ipsum dolor sit amet, consectetu sed do eiusmod qui officia deserunt mollit anim id est laborum. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing sed do eiusmod tempboLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit, sed do eiusmod temLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit, sed do eiusmod tempborpborrum. 28.01.17 / 22:14, Иван Иванович Ответить +5 Общие сведения об уравненияхУравнения — одна из сложных тем для усвоения, но при этом они являются достаточно мощным инструментом для решения большинства задач. С помощью уравнений описываются различные процессы, протекающие в природе. Уравнения широко применяются в других науках: в экономике, физике, биологии и химии. В данном уроке мы попробуем понять суть простейших уравнений, научимся выражать неизвестные и решим несколько уравнений. По мере усвоения новых материалов, уравнения будут усложняться, поэтому понять основы очень важно. Что такое уравнение?Уравнение — это равенство, содержащее в себе переменную, значение которой требуется найти. Это значение должно быть таким, чтобы при его подстановке в исходное уравнение получалось верное числовое равенство. Другими словами, мы должны найти такое значение, при котором знак равенства оправдал бы свое местоположение — левая часть должна быть равна правой части. Уравнение 3 + x = 5 является элементарным. Значение переменной x равно числу 2. При любом другом значении равенство соблюдáться не будет Говорят, что число 2 является корнем или решением уравнения 3 + x = 5 Корень или решение уравнения — это значение переменной, при котором уравнение обращается в верное числовое равенство. Корней может быть несколько или не быть совсем. Решить уравнение означает найти его корни или доказать, что корней нет. Переменную, входящую в уравнение, иначе называют неизвестным. Вы вправе называть как вам удобнее. Это синонимы. Примечание. Словосочетание «решить уравнение» говорит самó за себя. Решить уравнение означает «уравнять» равенство — сделать его сбалансированным, чтобы левая часть равнялась правой части. Выразить одно через другоеИзучение уравнений по традиции начинается с того, чтобы научиться выражать одно число, входящее в равенство, через ряд других. Давайте не будем нарушать эту традицию и поступим также. Рассмотрим следующее выражение: Данное выражение является суммой чисел 8 и 2. Значение данного выражения равно 10 Получили равенство. Теперь можно выразить любое число из этого равенства через другие числа, входящие в это же равенство. К примеру, выразим число 2. Чтобы выразить число 2, нужно задать вопрос: «что нужно сделать с числами 10 и 8, чтобы получить число 2». Понятно, что для получения числа 2, нужно из числа 10 вычесть число 8. Так и делаем. Записываем число 2 и через знак равенства говорим, что для получения этого числа 2 мы из числа 10 вычли число 8: При решении уравнений, в частности при выражении одного числа через другие, знак равенства удобно заменять на слово «есть». Делать это нужно мысленно, а не в самом выражении. 2 есть 10 − 8 То есть знак = заменен на слово «есть». Более того, равенство 2 = 10 − 8 можно перевести с математического языка на полноценный человеческий язык. Тогда его можно будет прочитать следующим образом: Число 2 есть разность числа 10 и числа 8 Число 2 есть разница между числом 10 и числом 8. Но мы ограничимся лишь заменой знака равенства на слово «есть», и то будем делать это не всегда. Элементарные выражения можно понимать и без перевода математического языка на язык человеческий. Вернём получившееся равенство 2 = 10 − 8 в первоначальное состояние: Выразим в этот раз число 8. Что нужно сделать с остальными числами, чтобы получить число 8? Верно, нужно из числа 10 вычесть число 2 Вернем получившееся равенство 8 = 10 − 2 в первоначальное состояние: В этот раз выразим число 10. Но оказывается, что десятку выражать не нужно, поскольку она уже выражена. Достаточно поменять местами левую и правую часть, тогда получится то, что нам нужно: Пример 2. Рассмотрим равенство 8 − 2 = 6 Выразим из этого равенства число 8. Чтобы выразить число 8 остальные два числа нужно сложить: Вернем получившееся равенство 8 = 6 + 2 в первоначальное состояние: Выразим из этого равенства число 2. Чтобы выразить число 2, нужно из 8 вычесть 6 Пример 3. Рассмотрим равенство 3 × 2 = 6 Выразим число 3. Чтобы выразить число 3, нужно 6 разделить 2 Вернем получившееся равенство Выразим из этого равенства число 2. Чтобы выразить число 2, нужно 6 разделить 3 Пример 4. Рассмотрим равенство Выразим из этого равенства число 15. Чтобы выразить число 15, нужно перемножить числа 3 и 5 Вернем получившееся равенство 15 = 3 × 5 в первоначальное состояние: Выразим из этого равенства число 5. Чтобы выразить число 5, нужно 15 разделить 3 Правила нахождения неизвестныхРассмотрим несколько правил нахождения неизвестных. Возможно, они вам знакомы, но не мешает повторить их ещё раз. В дальнейшем их можно будет забыть, поскольку мы научимся решать уравнения, не применяя эти правила. Вернемся к первому примеру, который мы рассматривали в предыдущей теме, где в равенстве 8 + 2 = 10 требовалось выразить число 2. В равенстве 8 + 2 = 10 числа 8 и 2 являются слагаемыми, а число 10 — суммой. Чтобы выразить число 2, мы поступили следующим образом: То есть из суммы 10 вычли слагаемое 8. Теперь представим, что в равенстве 8 + 2 = 10 вместо числа 2 располагается переменная x Чтобы найти неизвестное слагаемое, нужно из суммы вычесть известное слагаемое. Если вычислить правую часть получившегося равенства, то можно узнать чему равна переменная x В результате получается верное числовое равенство. Значит уравнение решено правильно. Это же правило действовало бы в случае, если неизвестным слагаемым было бы первое число 8. Вернемся ко второму примеру из предыдущей темы, где в равенстве 8 − 2 = 6 требовалось выразить число 8. В равенстве 8 − 2 = 6 число 8 это уменьшаемое, число 2 — вычитаемое, число 6 — разность Чтобы выразить число 8, мы поступили следующим образом: То есть сложили разность 6 и вычитаемое 2. Теперь представим, что в равенстве 8 − 2 = 6 вместо числа 8 располагается переменная x В этом случае переменная x берет на себя роль так называемого неизвестного уменьшаемого Для нахождения неизвестного уменьшаемого предусмотрено следующее правило: Чтобы найти неизвестное уменьшаемое, нужно к разности прибавить вычитаемое. Если вычислить правую часть, то можно узнать чему равна переменная x Теперь представим, что в равенстве 8 − 2 = 6 вместо числа 2 располагается переменная x В этом случае переменная x берет на себя роль неизвестного вычитаемого Для нахождения неизвестного вычитаемого предусмотрено следующее правило: Чтобы найти неизвестное вычитаемое, нужно из уменьшаемого вычесть разность. Что мы и сделали, когда выражали число 2 в равенстве 8 − 2 = 6. Чтобы выразить число 2, мы из уменьшаемого 8 вычли разность 6. А сейчас, чтобы найти неизвестное вычитаемое x, нужно опять же из уменьшаемого 8 вычесть разность 6 Вычисляем правую часть и находим значение x Вернемся к третьему примеру из предыдущей темы, где в равенстве 3 × 2 = 6 мы пробовали выразить число 3. В равенстве 3 × 2 = 6 число 3 — это множимое, число 2 — множитель, число 6 — произведение Чтобы выразить число 3 мы поступили следующим образом: То есть разделили произведение 6 на множитель 2. Теперь представим, что в равенстве 3 × 2 = 6 вместо числа 3 располагается переменная x В этом случае переменная x берет на себя роль неизвестного множимого. Для нахождения неизвестного множимого предусмотрено следующее правило: Чтобы найти неизвестное множимое, нужно произведение разделить на множитель. Вычисление правой части позволяет нам найти значение переменной x В этом случае переменная x берет на себя роль неизвестного множителя. Для нахождения неизвестного множителя предусмотрено такое же, что и для нахождения неизвестного множимого, а именно деление произведения на известный множитель: Чтобы найти неизвестный множитель, нужно произведение разделить на множимое. А сейчас для нахождения неизвестного множителя x мы разделили произведение 6 на множимое 3. Вычисление правой части равенства Множимое и множитель вместе называют сомножителями. Поскольку правила нахождения множимого и множителя совпадают, мы можем сформулировать общее правило нахождения неизвестного сомножителя: Чтобы найти неизвестный сомножитель, нужно произведение разделить на известный сомножитель. Отсюда Отсюда Вернемся к четвертому примеру из предыдущей темы, где в равенстве Чтобы выразить число 15 мы поступили следующим образом: То есть умножили частное 3 на делитель 5. Теперь представим, что в равенстве В этом случае переменная x берет на себя роль неизвестного делимого. Для нахождения неизвестного делимого предусмотрено следующее правило: Чтобы найти неизвестное делимое, нужно частное умножить на делитель. Что мы и сделали, когда выражали число 15 из равенства В этом случае переменная x берет на себя роль неизвестного делителя. Для нахождения неизвестного делителя предусмотрено следующее правило: Чтобы найти неизвестный делитель, нужно делимое разделить на частное. Что мы и сделали, когда выражали число 5 из равенства Итак, для нахождения неизвестных мы изучили следующие правила: КомпонентыКомпонентами мы будем называть числа и переменные, входящие в равенство Так, компонентами сложения являются слагаемые и сумма Компонентами вычитания являются уменьшаемое, вычитаемое и разность Компонентами умножения являются множимое, множитель и произведение Компонентами деления являются делимое, делитель и частное В зависимости от того, с какими компонентами мы будем иметь дело, будут применяться соответствующие правила нахождения неизвестных. Эти правила мы изучили в предыдущей теме. При решении уравнений желательно знать эти правило наизусть. Пример 1. Найти корень уравнения 45 + x = 60 45 — слагаемое, x — неизвестное слагаемое, 60 — сумма. Имеем дело с компонентами сложения. Вспоминаем, что для нахождения неизвестного слагаемого, нужно из суммы вычесть известное слагаемое: Вычислим правую часть, получим значение x равное 15 Значит корень уравнения 45 + x = 60 равен 15. Чаще всего неизвестное слагаемое необходимо привести к виду при котором его можно было бы выразить. Пример 2. Решить уравнение Здесь в отличие от предыдущего примера, неизвестное слагаемое нельзя выразить сразу, поскольку оно содержит коэффициент 2. Наша задача привести это уравнение к виду при котором можно было бы выразить x В данном примере мы имеем дело с компонентами сложения — слагаемыми и суммой. 2x — это первое слагаемое, 4 — второе слагаемое, 8 — сумма. Теперь применяем правило нахождения неизвестного слагаемого. Вычитаем из суммы известное слагаемое: Вычислим правую часть получившегося уравнения: Мы получили новое уравнение При этом переменная x является не просто множителем, а неизвестным множителем Чтобы найти этот неизвестный множитель, нужно произведение разделить на множимое: Вычислим правую часть, получим значение переменной x Для проверки найденный корень отправим в исходное уравнение Получили верное числовое равенство. Значит уравнение решено правильно. Пример 3. Решить уравнение 3x + 9x + 16x = 56 Cразу выразить неизвестное x нельзя. Сначала нужно привести данное уравнение к виду при котором его можно было бы выразить. Приведем подобные слагаемые в левой части данного уравнения: Имеем дело с компонентами умножения. 28 — множимое, x — множитель, 56 — произведение. При этом x является неизвестным множителем. Чтобы найти неизвестный множитель, нужно произведение разделить на множимое: Равносильные уравненияУравнения называют равносильными, если их корни совпадают. Согласно порядку действий, в первую очередь выполняется умножение: Подставим корень 2 во второе уравнение 28x = 56 Видим, что у обоих уравнений корни совпадают. Значит уравнения 3x + 9x + 16x = 56 и 28x = 56 действительно являются равносильными. Из тождественных преобразований на данный момент мы умеем только сокращать дроби, приводить подобные слагаемые, выносить общий множитель за скобки, а также раскрывать скобки. Существуют и другие преобразования, которые следует знать. Но для общего представления о тождественных преобразованиях уравнений, изученных нами тем вполне хватает. Рассмотрим некоторые преобразования, которые позволяют получить равносильное уравнение Если к обеим частям уравнения прибавить одно и то же число, то получится уравнение равносильное данному. Если из обеих частей уравнения вычесть одно и то же число, то получится уравнение равносильное данному. Другими словами, корень уравнения не изменится, если к обеим частям данного уравнения прибавить (или вычесть из обеих частей) одно и то же число. Пример 1. Решить уравнение Вычтем из обеих частей уравнения число 10 Приведем подобные слагаемые в обеих частях: Отсюда Вернемся к исходному уравнению Получили верное числовое равенство. Значит уравнение решено правильно. Пример 2. Решить уравнение 4(x + 3) = 16 Раскроем скобки в левой части равенства: Вычтем из обеих частей уравнения число 12 Приведем подобные слагаемые в обеих частях уравнения: Отсюда Вернемся к исходному уравнению 4(x + 3) = 16 и подставим вместо x найденное значение 1 Получили верное числовое равенство. Значит уравнение решено правильно. Пример 3. Решить уравнение Раскроем скобки в левой части равенства: Прибавим к обеим частям уравнения число 8 Приведем подобные слагаемые в обеих частях уравнения: В получившемся уравнении 2x = 9 выразим неизвестное слагаемое x Отсюда Вернемся к исходному уравнению Получили верное числовое равенство. Значит уравнение решено правильно. Решая уравнение Следующее правило, которое позволяет получить равносильное уравнение, выглядит следующим образом Если в уравнении перенести слагаемое из одной части в другую, изменив его знак, то получится уравнение равносильное данному. То есть корень уравнения не изменится, если мы перенесем слагаемое из одной части уравнения в другую, изменив его знак. Это свойство является одним из важных и одним из часто используемых при решении уравнений. Рассмотрим следующее уравнение: Корень данного уравнения равен 2. Подставим вместо x этот корень и проверим получается ли верное числовое равенство Получается верное равенство. Значит число 2 действительно является корнем уравнения Теперь попробуем поэкспериментировать со слагаемыми этого уравнения, перенося их из одной части в другую, изменяя знаки. Например, слагаемое 3x располагается в левой части равенства. Перенесём его в правую часть, изменив знак на противоположный: Имеем дело с компонентами умножения. Переменная x является неизвестным сомножителем. Найдём этот известный сомножитель: На самом деле данное преобразование является упрощенным методом предыдущего преобразования, где к обеим частям уравнения прибавлялось (или вычиталось) одно и то же число. Мы сказали, что в уравнении 12 + 3x = 9x слагаемое 3x было перенесено в правую часть, изменив знак. В реальности же происходило следующее: из обеих частей уравнения вычли слагаемое 3x Затем в левой части были приведены подобные слагаемые и получено уравнение 12 = 9x − 3x. Затем опять были приведены подобные слагаемые, но уже в правой части, и получено уравнение 12 = 6x. Но так называемый «перенос» более удобен для подобных уравнений, поэтому он и получил такое широкое распространение. Решая уравнения, мы часто будем пользоваться именно этим преобразованием. Следующее правило, которое позволяет получить равносильное уравнение, выглядит следующим образом: Если обе части уравнения умножить или разделить на одно и то же число, не равное нулю, то получится уравнение равносильное данному. Другими словами, корни уравнения не изменятся, если обе его части умножить или разделить на одно и то же число. Это действие часто применяется тогда, когда нужно решить уравнение содержащее дробные выражения. Сначала рассмотрим примеры, в которых обе части уравнения будут умножаться на одно и то же число. Пример 1. Решить уравнение При решении уравнений, содержащих дробные выражения, сначала принято упростить это уравнение. В данном случае мы имеем дело именно с таким уравнением. В целях упрощения данного уравнения обе его части можно умножить на 8: Мы помним, что для умножения дроби на число, нужно числитель данной дроби умножить на это число. У нас имеются две дроби и каждая из них умножается на число 8. Наша задача умножить числители дробей на это число 8 Теперь происходит самое интересное. В числителях и знаменателях обеих дробей содержится множитель 8, который можно сократить на 8. Это позволит нам избавиться от дробного выражения: В результате останется простейшее уравнение Ну и нетрудно догадаться, что корень этого уравнения равен 4 Вернемся к исходному уравнению Получается верное числовое равенство. Значит уравнение решено правильно. При решении данного уравнения мы умножили обе его части на 8. В результате получили уравнение Множитель на который умножаются обе части уравнения принято записывать перед частью уравнения, а не после неё. Так, решая уравнение От этого корень уравнения не изменился, но если бы мы сделали это находясь в школе, то нам сделали бы замечание, поскольку в алгебре множитель принято записывать перед тем выражением, с которым он перемножается. Поэтому умножение обеих частей уравнения Пример 2. Решить уравнение Умнóжим обе части уравнения на 15 В левой части множители 15 можно сократить на 15, а в правой части множители 15 и 5 можно сократить на 5 Перепишем то, что у нас осталось: Раскроем скобки в правой части уравнения: Перенесем слагаемое x из левой части уравнения в правую часть, изменив знак. А слагаемое 15 из правой части уравнения перенесем в левую часть, опять же изменив знак: Приведем подобные слагаемые в обеих частях, получим Имеем дело с компонентами умножения. Переменная x является неизвестным сомножителем. Найдём этот известный сомножитель: Отсюда Вернемся к исходному уравнению Пример 3. Решить уравнение Умнóжим обе части уравнения на 3 В левой части можно сократить две тройки, а правая часть будет равна 18 Останется простейшее уравнение Отсюда Вернемся к исходному уравнению Получается верное числовое равенство. Значит уравнение решено правильно. Пример 4. Решить уравнение Умнóжим обе части уравнения на 6 В левой части уравнения раскроем скобки. В правой части множитель 6 можно поднять в числитель: Сократим в обеих частях уравнениях то, что можно сократить: Перепишем то, что у нас осталось: Раскроем скобки в обеих частях уравнения: Приведем подобные слагаемые в обеих частях: Вернемся к исходному уравнению Получилось верное числовое равенство. Значит уравнение решено правильно. Пример 5. Решить уравнение Раскроем скобки в обеих частях уравнения там, где это можно: Умнóжим обе части уравнения на 15 Раскроем скобки в обеих частях уравнения: Сократим в обеих частях уравнения, то что можно сократить: Перепишем то, что у нас осталось: Раскроем скобки там, где это можно: Воспользуемся переносом слагаемых. Слагаемые, содержащие неизвестное, сгруппируем в левой части уравнения, а слагаемые, свободные от неизвестных — в правой. Не забываем, что во время переноса, слагаемые меняют свои знаки на противоположные: Приведем подобные слагаемые в обеих частях уравнения: В получившемся ответе можно выделить целую часть: Вернемся к исходному уравнению и подставим вместо x найденное значение Наша задача состоит в том, чтобы убедиться равна ли левая часть правой. Другими словами, доказать равенство A = B Найдем значение выражения, находящегося в переменной А. Теперь попробуем не умножать обе части уравнения на одно и то же число, а делить. Подставим найденное значение 2 вместо x в исходное уравнение: Теперь попробуем разделить все слагаемые уравнения 30x + 14x + 14 = 70x − 40x + 42 на какое-нибудь число. Замечаем, что все слагаемые этого уравнения имеют общий множитель 2. На него и разделим каждое слагаемое: Выполним сокращение в каждом слагаемом: Перепишем то, что у нас осталось: Решим это уравнение, пользуясь известными тождественными преобразованиями: Этим методом мы тоже будем пользоваться часто. Умножение на минус единицуЕсли обе части уравнения умножить на минус единицу, то получится уравнение равносильное данному. Данное правило позволяет поменять знаки всех компонентов, входящих в уравнение. Для чего это нужно? Опять же, чтобы получить равносильное уравнение, которое проще решать. Рассмотрим уравнение Прибавим к обеим частям уравнения число 5 Приведем подобные слагаемые: А теперь вспомним про коэффициент буквенного выражения. Что же представляет собой левая часть уравнения Получилось верное числовое равенство. Значит уравнение решено верно. Теперь попробуем умножить обе части уравнения После раскрытия скобок в левой части образуется выражение Корень этого уравнения, как и уравнения Значит уравнения Пример 2. Решить уравнение Понятно, что от умножения на −1 любое число поменяет свой знак на противоположный. Поэтому саму процедуру умножения на −1 и раскрытие скобок подробно не расписывают, а сразу записывают компоненты уравнения с противоположными знаками. Так, умножение уравнения либо можно просто поменять знаки всех компонентов: Получится то же самое, но разница будет в том, что мы сэкономим себе время. Когда корень найден, переменную обычно записывают в левой части, а её значение в правой, что мы и сделали. Пример 3. Решить уравнение Из обеих частей получившегося уравнения вычтем 2x и приведем подобные слагаемые: Прибавим к обеим частям уравнения единицу и приведем подобные слагаемые: Приравнивание к нулюНедавно мы узнали, что если в уравнении перенести слагаемое из одной части в другую, изменив его знак, то получится уравнение равносильное данному. А что будет если перенести из одной части в другую не одно слагаемое, а все слагаемые? Верно, в той части откуда забрали все слагаемые останется ноль. Иными словами, не останется ничего. В качестве примера рассмотрим уравнение Теперь попробуем решить это же уравнение, приравняв все его компоненты к нулю. Для этого перенесем все слагаемые из правой части в левую, изменив знаки: Приведем подобные слагаемые в левой части: Альтернатива правилам нахождения неизвестныхОчевидно, что зная о тождественных преобразованиях уравнений, можно не заучивать наизусть правила нахождения неизвестных. К примеру, для нахождения неизвестного в уравнении Но если в уравнении Уравнения вида Но можно воспользоваться тождественными преобразованиями, которые мы сегодня изучили. В уравнении Далее разделить обе части на 2 В левой части уравнения сократятся две двойки. Правая часть будет равна 2. Отсюда Либо можно было из обеих частей уравнения вычесть 4. Тогда получилось бы следующее: В случае с уравнениями вида Первое решение намного короче и аккуратнее. Второе решение можно значительно укоротить, если выполнить деление в уме. Тем не менее, необходимо знать оба метода, и только затем использовать тот, который больше нравится. Когда корней несколькоТо есть в уравнении x(x + 9) = 0 равенство будет достигаться, если x будет равен нулю или (x + 9) будет равно нулю. Пример 2. Решить уравнение Найдем такое x при котором выражения (x − 1) или (x − 2) обращаются в нули: Подставляем по-очереди найденные значения в исходное уравнение Когда корней бесконечно многоУравнение может иметь бесконечно много корней. То есть подставив в такое уравнение любое число, мы получим верное числовое равенство. Пример 1. Решить уравнение Пример 2. Решить уравнение Корнем данного уравнения является любое число. Если раскрыть скобки в левой части уравнения, то получится равенство 10x + 12 = 10x + 12. Это равенство будет получаться при любом x Когда корней нетПусть Пример 2. Решить уравнение Раскроем скобки в левой части равенства: Приведем подобные слагаемые: Буквенные уравненияУравнение может содержать не только числа с переменными, но и буквы. Например, формула нахождения скорости является буквенным уравнением: Данное уравнение описывает скорость движения тела при равноускоренном движении. Умнóжим обе части уравнения В правой части переменные t сократим на t и перепишем то, что у нас осталось: В получившемся уравнении левую и правую часть поменяем местами: У нас получилась формула нахождения расстояния, которую мы изучали ранее. Умнóжим обе части уравнения на t В правой части переменные t сократим на t и перепишем то, что у нас осталось: В получившемся уравнении v × t = s обе части разделим на v В левой части переменные v сократим на v и перепишем то, что у нас осталось: У нас получилась формула определения времени, которую мы изучали ранее. Предположим, что скорость поезда равна 50 км/ч А расстояние равно 100 км Тогда буквенное уравнение либо можно воспользоваться тождественными преобразованиями. Сначала умножить обе части уравнения на t Затем разделить обе части на 50 Пример 2. Дано буквенное уравнение Вычтем из обеих частей уравнения a Разделим обе части уравнения на b Видим, что второе решение намного проще и короче. Пример 3. Дано буквенное уравнение Раскроем скобки в обеих частях уравнения В левой части вынесем за скобки множитель x Разделим обе части на выражение a − b Пример 4. Дано буквенное уравнение Приведем левую часть уравнения к общему знаменателю: Умнóжим обе части на a В левой части x вынесем за скобки Разделим обе части на выражение (1 − a) Линейные уравнения с одним неизвестнымРассмотренные в данном уроке уравнения называют линейными уравнениями первой степени с одним неизвестным. Если уравнение дано в первой степени, не содержит деления на неизвестное, а также не содержит корней из неизвестного, то его можно назвать линейным. Мы еще не изучали степени и корни, поэтому чтобы не усложнять себе жизнь, слово «линейный» будем понимать как «простой». Линейное уравнение первой степени с одним неизвестным в каноническом виде называют уравнение вида ax = b. В будущем после изучения рациональных выражений, мы рассмотрим такие понятия, как посторонние корни и потеря корней. А пока рассмотренного в данном уроке будет достаточным.
|
---|