ЛИНЕЙНОЕ УРАВНЕНИЕ С ОДНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ
Линейным уравнением с одной переменной, называется равенство, содержащее только одну переменную.
Приведем примеры линейных уравнений:
3 х =12 или 10 у -20=0 или 8 а +3=0
Решить уравнение – это значит найти все корни уравнения или докозать, что их нет. Другими словами, решить линейное уравнение – это значит найти все значения переменной, при каждом из которых уравнение обращается в верное числовое равенство. Корнем (или решением) уравнения называется такое значение переменной, при котором уравнение превращается в верное числовое равенство.
Так уравнение 3 х =12 имеет корень х =4, так как 3*4=12 – верное равенство, и следует отметить – других корней нет.
Вообще линейным уравнением с одной переменной х называют уравнение вида ax + b = 0 .
b – «свободный член».
Коэффициенты это какие-то числа, а решить уравнение - это значит найти значение x, при котором выражение ax + b = 0 верно.
Например, имеем линейное уравнение 3 x – 6 = 0. Решить его – это значит найти, чему должен быть равен x , чтобы 3 x – 6 было равно 0. Выполняя преобразования, получим:
3 x = 6
x = 2
Таким образом выражение 3 x – 6 = 0 верно при x = 2 (Проверка 3 * 2 – 6 = 0)
2 – это корень данного уравнения. Когда решают уравнение, то находят его корни.
Коэффициенты a и b могут быть любыми числами, однако бывают такие их значения, когда корень линейного уравнения с одной переменной не один.
Если a = 0 , то ax + b = 0 превращается в b = 0 . Здесь x «уничтожается». Само же выражение b = 0 может быть истинным только в том случае, если знание b – это 0. То есть уравнение 0* x + 3 = 0 неверно, т. к. 3 = 0 – это ложное утверждение. Однако 0* x + 0 = 0 верное выражение. Отсюда делается вывод, если a = 0 и b ≠ 0 линейное уравнение с одной переменной корней не имеет вообще, но если a = 0 и b = 0 , то корней у уравнения бесконечное множество. Если b = 0 , а a ≠ 0 , то уравнение примет вид ax = 0 . Понятно, что если a ≠ 0 , но в результате умножения получается 0 , то значит x = 0 . То есть корнем этого уравнения является 0.
Расмсмотрим наиболее часто встречающийся случай, когда a ≠ 0
1) ax + b = 0 , значит ax = - b (мы просто перенесли слагаемое b из левой части в правую с противоположным знаком) Вспомни это правило
2) ax = - b , значит
x = –b / a . Вспомни это правило
Значение x в данном случае будет зависеть от значений a и b. При этом оно будет одним единственным. То есть нельзя при одних и тех же коэффициентах получить два или более разных значений x . Например,
–8.5 x – 17 = 0
x = 17 / –8.5
x = –2
Никакое другое число, кроме –2 нельзя получить, деля 17 на –8.5
Бывают уравнения, которые с первого взгляда непохожи на общий вид линейного уравнения с одной переменной, однако легко преобразуются к нему. Например,
–4.8 + 1.3 x = 1.5 x + 12
Если перенести все в левую часть, то в правой останется 0:
–4.8 + 1.3 x – 1.5 x – 12 = 0
Линейные уравнения. Решение, примеры.
Внимание!
К этой теме имеются дополнительные
материалы в Особом разделе 555.
Для тех, кто сильно "не очень..."
И для тех, кто "очень даже...")
Линейные уравнения.
Линейные уравнения - не самая сложная тема школьной математики. Но есть там свои фишки, которые могут озадачить даже подготовленного ученика. Разберёмся?)
Обычно линейное уравнение определяется, как уравнение вида:
ax + b = 0 где а и b – любые числа.
2х + 7 = 0. Здесь а=2, b=7
0,1х - 2,3 = 0 Здесь а=0,1, b=-2,3
12х + 1/2 = 0 Здесь а=12, b=1/2
Ничего сложного, правда? Особенно, если не замечать слова: "где а и b – любые числа" ... А если заметить, да неосторожно задуматься?) Ведь, если а=0, b=0 (любые же числа можно?), то получается забавное выражение:
Но и это ещё не всё! Если, скажем, а=0, а b=5, получается совсем уж что-то несусветное:
Что напрягает и подрывает доверие к математике, да...) Особенно на экзаменах. А ведь из этих странных выражений ещё и икс найти надо! Которого нету вообще. И, что удивительно, этот икс очень просто находится. Мы научимся это делать. В этом уроке.
Как узнать линейное уравнение по внешнему виду? Это, смотря какой внешний вид.) Фишка в том, что линейными уравнениями называются не только уравнения вида ax + b = 0 , но и любые уравнения, которые преобразованиями и упрощениями сводятся к этому виду. А кто ж его знает, сводится оно, или нет?)
Чётко распознать линейное уравнение можно в некоторых случаях. Скажем, если перед нами уравнение, в которых есть только неизвестные в первой степени, да числа. Причём в уравнении нет дробей с делением на неизвестное , это важно! А деление на число, или дробь числовая – это пожалуйста! Например:
Это линейное уравнение. Здесь есть дроби, но нет иксов в квадрате, в кубе и т.д., и нет иксов в знаменателях, т.е. нет деления на икс . А вот уравнение
нельзя назвать линейным. Здесь иксы все в первой степени, но есть деление на выражение с иксом . После упрощений и преобразований может получиться и линейное уравнение, и квадратное, и всё, что угодно.
Получается, что узнать линейное уравнение в каком-нибудь замудрёном примере нельзя, пока его почти не решишь. Это огорчает. Но в заданиях, как правило, не спрашивают о виде уравнения, правда? В заданиях велят уравнения решать. Это радует.)
Решение линейных уравнений. Примеры.
Всё решение линейных уравнений состоит из тождественных преобразований уравнений. Кстати, эти преобразования (целых два!) лежат в основе решений всех уравнений математики. Другими словами, решение любого уравнения начинается с этих самых преобразований. В случае линейных уравнений, оно (решение) на этих преобразованиях и заканчивается полноценным ответом. Имеет смысл по ссылке сходить, правда?) Тем более, там тоже примеры решения линейных уравнений имеются.
Для начала рассмотрим самый простой пример. Безо всяких подводных камней. Пусть нам нужно решить вот такое уравнение.
х - 3 = 2 - 4х
Это линейное уравнение. Иксы все в первой степени, деления на икс нету. Но, собственно, нам без разницы, какое это уравнение. Нам его решать надо. Схема тут простая. Собрать всё, что с иксами в левой части равенства, всё, что без иксов (числа) - в правой.
Для этого нужно перенести - 4х в левую часть, со сменой знака, разумеется, а - 3 - в правую. Кстати, это и есть первое тождественное преобразование уравнений. Удивлены? Значит, по ссылке не ходили, а зря...) Получим:
х + 4х = 2 + 3
Приводим подобные, считаем:
Что нам не хватает для полного счастья? Да чтобы слева чистый икс был! Пятёрка мешает. Избавляемся от пятёрки с помощью второго тождественного преобразования уравнений. А именно - делим обе части уравнения на 5. Получаем готовый ответ:
Пример элементарный, разумеется. Это для разминки.) Не очень понятно, к чему я тут тождественные преобразования вспоминал? Ну ладно. Берём быка за рога.) Решим что-нибудь посолиднее.
Например, вот это уравнение:
С чего начнём? С иксами - влево, без иксов - вправо? Можно и так. Маленькими шажочками по длинной дороге. А можно сразу, универсальным и мощным способом. Если, конечно, в вашем арсенале имеются тождественные преобразования уравнений.
Задаю вам ключевой вопрос: что вам больше всего не нравится в этом уравнении?
95 человек из 100 ответят: дроби ! Ответ правильный. Вот и давайте от них избавимся. Поэтому начинаем сразу со второго тождественного преобразования . На что нужно умножить дробь слева, чтобы знаменатель сократился напрочь? Верно, на 3. А справа? На 4. Но математика позволяет нам умножать обе части на одно и то же число . Как выкрутимся? А умножим обе части на 12! Т.е. на общий знаменатель. Тогда и тройка сократится, и четвёрка. Не забываем, что умножать надо каждую часть целиком . Вот как выглядит первый шаг:
Раскрываем скобки:
Обратите внимание! Числитель (х+2) я взял в скобки! Это потому, что при умножении дробей, числитель умножается весь, целиком! А теперь дроби и сократить можно:
Раскрываем оставшиеся скобки:
Не пример, а сплошное удовольствие!) Вот теперь вспоминаем заклинание из младших классов: с иксом – влево, без икса – вправо! И применяем это преобразование:
Приводим подобные:
И делим обе части на 25, т.е. снова применяем второе преобразование:
Вот и всё. Ответ: х =0,16
Берём на заметку: чтобы привести исходное замороченное уравнение к приятному виду, мы использовали два (всего два!) тождественных преобразования – перенос влево-вправо со сменой знака и умножение-деление уравнения на одно и то же число. Это универсальный способ! Работать таким образом мы будем с любыми уравнениями! Совершенно любыми. Именно поэтому я про эти тождественные преобразования всё время занудно повторяю.)
Как видим, принцип решения линейных уравнений простой. Берём уравнение и упрощаем его с помощью тождественных преобразований до получения ответа. Основные проблемы здесь в вычислениях, а не в принципе решения.
Но... Встречаются в процессе решения самых элементарных линейных уравнений такие сюрпризы, что могут и в сильный ступор вогнать...) К счастью, таких сюрпризов может быть только два. Назовём их особыми случаями.
Особые случаи при решении линейных уравнений.
Сюрприз первый.
Предположим, попалось вам элементарнейшее уравнение, что-нибудь, типа:
2х+3=5х+5 - 3х - 2
Слегка скучая, переносим с иксом влево, без икса - вправо... Со сменой знака, всё чин-чинарём... Получаем:
2х-5х+3х=5-2-3
Считаем, и... опаньки!!! Получаем:
Само по себе это равенство не вызывает возражений. Нуль действительно равен нулю. Но икс-то пропал! А мы обязаны записать в ответе, чему равен икс. Иначе, решение не считается, да...) Тупик?
Спокойствие! В таких сомнительных случаях спасают самые общие правила. Как решать уравнения? Что значит решить уравнение? Это значит, найти все значения икса, которые, при подстановке в исходное уравнение, дадут нам верное равенство.
Но верное равенство у нас уже получилось! 0=0, куда уж вернее?! Остаётся сообразить, при каких иксах это получается. Какие значения икса можно подставлять в исходное уравнение, если эти иксы всё равно посокращаются в полный ноль? Ну же?)
Да!!! Иксы можно подставлять любые! Какие хотите. Хоть 5, хоть 0,05, хоть -220. Они всё равно сократятся. Если не верите - можете проверить.) Поподставляйте любые значения икса в исходное уравнение и посчитайте. Всё время будет получаться чистая правда: 0=0, 2=2, -7,1=-7,1 и так далее.
Вот вам и ответ: х - любое число.
Ответ можно записать разными математическими значками, суть не меняется. Это совершенно правильный и полноценный ответ.
Сюрприз второй.
Возьмём то же элементарнейшее линейное уравнение и изменим в нём всего одно число. Вот такое будем решать:
2х+1=5х+5 - 3х - 2
После тех же самых тождественных преобразований мы получим нечто интригующее:
Вот так. Решали линейное уравнение, получили странное равенство. Говоря математическим языком, мы получили неверное равенство. А говоря простым языком, неправда это. Бред. Но тем, не менее, этот бред - вполне веское основание для правильного решения уравнения.)
Опять соображаем, исходя из общих правил. Какие иксы, при подстановке в исходное уравнение, дадут нам верное равенство? Да никакие! Нет таких иксов. Чего ни подставляй, всё посократится, останется бред.)
Вот вам и ответ: решений нет.
Это тоже вполне полноценный ответ. В математике такие ответы частенько встречаются.
Вот так. Сейчас, надеюсь, пропажа иксов в процессе решения любого (не только линейного) уравнения вас нисколько не смутит. Дело уже знакомое.)
Теперь, когда мы разобрались со всеми подводными камнями в линейных уравнениях, имеет смысл их порешать.
Если Вам нравится этот сайт...
Кстати, у меня есть ещё парочка интересных сайтов для Вас.)
Можно потренироваться в решении примеров и узнать свой уровень. Тестирование с мгновенной проверкой. Учимся - с интересом!)
можно познакомиться с функциями и производными.
Для школьников алгебра в 7-м классе преподносит много сюрпризов в виде систем уравнений, составления математической модели, понятия тождеств и других важных тем. Но переходить от одной ступени к другой нужно последовательно, полностью усвоив материал — в этом залог успеха.
Язык науки
Главным условием понимания школьником темы является то, что он хорошо и ясно представляет, о чем идет речь. Для этой цели иногда неплохо заменять длинные и сложные термины более простыми словами. Математический язык является формальным языком людей, которые изучают точные науки. Он более краткий в сравнении с привычным способом выражений мыслей, потому что конкретен, логичен и оперирует точными понятиями. Слова в математическом языке — это буквенное обозначение символов, фразы — формулы.
Для детей в 7-м классе математический язык усложняется с каждой темой, но в тоже время становится интереснее и богаче. Появляются новые понятия, такие как степень с натуральным показателем и многие другие, детям предстоит не только научиться верно понимать их, но и применять.
Недочеты современного образования
Чтобы не запутаться в многообразии терминов, к изучению алгебры нужно подходить серьезно и без лишней спешки, которой так грешат современные уроки в школе. Малое количество учебных часов, которое отводится школьной программой на ту или иную тему рано или поздно дает печальные результаты — многие школьники не понимают пройденный материал, отстают. Это опасно, потому что в математике недостаточное усвоение одной темы ведет к тому, что ребенок не сможет хорошо усвоить все последующие.
Линейные уравнения
Детям в рамках учебной программы предстоит познакомиться и изучить уравнение с двумя переменными . Оно представляет собой математическую «фразу» a*x + b*y = с, решением которой является любая пара чисел х и у, которая соответствует этому уравнению, то есть обращают уравнение с этими переменными в верное числовое равенство. Из основных свойств нужно запомнить следующее.
- Любое из слагаемых в уравнении можно переместить из одной части в другую, при этом изменив знак на противоположный. Полученное равенство будет равносильно исходному.
- Обе части уравнения можно делить на любое число, кроме нуля.
Уравнение с двумя переменными имеет много разных решений. Хорошо, когда учитель может это легко донести до ребенка. Ведь в дальнейшем все базовые «математические фразы» будут усложняться, в старших классах там начнет фигурировать степень с натуральным показателем и т.д. Задача преподавателя максимально доходчиво объяснить это школьнику. На практике часто случается так, что ученику приходится прибегать к дополнительным занятиям, чтобы усвоить материал.
Достойная альтернатива
Родители знают, что дополнительные занятия с репетитором — это недешевое удовольствие. Школьные преподаватели не всегда могут предложить внеклассные занятия для отстающих. Как же быть? Выход есть — обучение на специальных интернет-ресурсах. Оно имеет ряд серьезных преимуществ, ведь школьник может посмотреть видеоурок на проблемную для него тему в любое удобное время дома, в уютной обстановке, причем бесплатно. Если ребенок не смог понять материал с первого просмотра, он легко может еще раз пересмотреть видео, не боясь при этом критики и насмешек, что часто бывает в классе. Все уроки по математике можно найти на нашем портале в свободном доступе.
Дружба с математикой является залогом развитого мышления, которое будет отличаться блестящей логикой и завершенностью мысли.