Что такое уравнение и в чем его смысл?
Смысл любого уравнения, невероятно прост: левая часть уравнения равна правой части уравнения (простите за тавтологию, но это очень важно)
При этом не имеет никакого значения, сколько у нас известных или неизвестных членов в левой или правой части, какие действия необходимо предпринять, чтобы сделать неизвестные члены известными — на общий смысл уравнения это никак не влияет.
Вообще любое уравнение — это математическая модель чашечных весов (рычажных, равноплечих, коромысловых — названий много), изобретенных в древнем Вавилоне 7000 лет назад или еще раньше. Более того, я даже думаю, что именно чашечные весы, использовавшиеся на древнейших базарах, и стали прообразом уравнений. И если смотреть на любое уравнение не как на непонятный набор цифр и букв, связанный двумя параллельными палочками, а как на чаши весов, то и со всем остальным проблем не будет:
Любое уравнение подобно уравновешенным чашам весов
Так уж получилось, что уравнений в нашей жизни с каждым днем все больше, а понимания, что такое уравнение и в чем его смысл — все меньше. Во всяком случае у меня сложилось такое впечатление при попытке объяснить старшей дочери смысл простейшего математического уравнения типа:
х + 2 = 8 (500.1)
Т.е. в школе конечно же объясняют, что в таких случаях чтобы найти х, нужно из правой части вычесть 2:
х = 8 — 2 (500.3)
Это, конечно же, абсолютно правильное действие, но почему нужно именно вычесть, а не, например, прибавить или разделить, в школьных учебниках объяснения нет. Просто есть правило, которое нужно тупо выучить:
При переносе члена уравнения из одной части в другую его знак меняется на противоположный.
А как сие правило понимать школьнику 10 лет от роду и в чем его смысл, это вы уж сами думайте-решайте. Более того, выяснилось, что и мои близкие родственники тоже никогда не понимали смысла уравнений, а просто заучивали на память то, что требовалось (и вышеуказанное правило в частности), а уж потом применяли это, как бог на душу положит. Мне такое положение дел не понравилось, поэтому я и решил написать данную статью (растет младший, ему через несколько лет опять придется это объяснять, да и немногочисленным читателям моего сайта это тоже может пригодиться).
Сразу хочу сказать, что хоть я 10 лет учился в школе, но при этом никаких правил и определений, относящихся к техническим дисциплинам, никогда не учил. Т.е. если что-то понятно, то оно и так запомнится, а если что-то не понятно, то какой смысл его зубрить, не понимая смысла, если оно все равно забудется? А кроме того, если мне что-то не понятно, значит, оно мне и не надо (это я только недавно осознал, что если я чего-то не понимал в школе, то это была не моя вина, а вина преподавателей, учебников и вообще системы образования).
Такой подход обеспечивал мне массу свободного времени, которого в детстве так не хватает на всякие игры и развлечения. При этом я участвовал в различных олимпиадах по физике, химии, а одну районную по математике даже выиграл. Но время шло, количество дисциплин, оперирующих абстрактными понятиями, только увеличивалось и соответственно мои оценки снижались. На первом курсе института количество дисциплин, оперирующих абстрактными понятиями, составляло абсолютное большинство и я конечно же был полным троечником. Но потом, когда мне по ряду причин пришлось самому без помощи лекций и конспектов разбираться с сопроматом и я его как бы понял, дело пошло на лад и закончилось красным дипломом. Впрочем сейчас не об этом, а о том, что в связи с указанной спецификой мои понятия и определения могут значительно отличаться от преподаваемых в школе.
А теперь продолжим
Простейшие уравнения, аналогия с весами
Вообще-то детей приучают сравнивать различные предметы еще в дошкольном возрасте, когда они еще и говорить-то толком не умеют. Начинают как правило с геометрических сравнений. Например, показывают ребенку два кубика и ребенок должен определить, какой кубик больше, а какой меньше. А если они одинаковые, то это и есть равенство по размеру. Затем задача усложняется, ребенку показывают предметы различных форм, различных цветов и выбрать одинаковые предметы ребенку становится все сложнее. Однако мы не будем так сильно усложнять задачу, а остановимся лишь на одном виде равенства — денежно-весовом.
Когда чаши весов находятся на одном горизонтальном уровне (стрелки чашечных весов, показанные на рисунке 500.1 оранжевым и голубым цветом, совпадают, горизонтальный уровень показан черной жирной чертой), то это значит, что на правой чаше весов находится столько же груза, сколько на левой чаше. В простейшем случае это могут быть гири весом в 1 кг:
И тогда мы получаем простейшее уравнение 1 = 1. Впрочем уравнение это только для меня, в математике подобные выражения называют равенством, но суть от этого не меняется. Если мы с левой чаши весов уберем гирю и положим на нее что угодно, хоть яблоки, хоть гвозди, хоть красную икру и при этом чаши весов будут на одном горизонтальном уровне, то это будет по-прежнему означать, что 1 кг любого из указанных продуктов равен 1 кг гирьки, оставшейся на правой части весов. Остается лишь заплатить за этот килограмм согласно установленной продавцом цене. Другое дело, что вам может не нравиться цена, или возникли сомнения в точности весов — но это уже вопросы экономико-правовых отношений, к математике прямого отношения не имеющие.
Конечно же, в те далекие времена, когда появились чашечные весы, все было значительно проще. Во-первых, не было такой меры веса, как килограмм, а были денежные единицы, соответствующие мерам весов, например, таланты, шекели, фунты, гривны и пр. (кстати, меня давно удивляло, что есть фунт — денежная единица и фунт — мера веса, есть гривна — денежная единица, а когда-то гривна была мерой веса, и только недавно, когда я узнал, что талант — это не только денежная единица древних иудеев, упоминаемая в Ветхом завете, но и мера веса, принятая в древнем Вавилоне, все встало на свои места).
Точнее сначала были меры весов, как правило зерна злаковых культур, а уже потом появились деньги, этим мерам весов соответствующие. Например 60 зерен соответствовали одному шекелю (сиклю), 60 шекелей — одной мине, а 60 мин — одному таланту. Поэтому изначально весы использовались для того, чтобы проверить, не являются ли предлагаемые деньги фальшивыми, а уже потом появились гирьки, как эквивалент денег, обвесы и обсчеты, электронные весы и пластиковые карты, но сути дела это никак не меняет.
В те далекие времена продавцу не нужно было долго и подробно объяснять, сколько будет стоить тот или иной товар. Достаточно было положить на одну чашу весов продаваемый товар, а на вторую покупатель клал деньги — очень просто и наглядно и даже знание местного наречия не требуется, можно торговать в любой точке мира. Но вернемся к уравнениям.
Если рассматривать уравнение (500.1) с позиции весов, то оно означает, что на левой чаше весов находится неизвестное количество килограммов и еще 2 килограмма, а на правой чаше — 8 килограммов:
х + 2кг , = 8кг , (500.1.2)
Примечание: В данном случае нижнее подчеркивание символизирует дно чаш весов, при расчетах на бумаге эта линия может больше напоминать дно чаши весов. Более того, математики уже давно придумали специальные символы — скобки, так вот любые скобки можно рассматривать как борта чаш весов, во всяком случае на первом этапе постижения смысла уравнений. Тем не менее нижнее подчеркивание я для большей наглядности оставлю.
Итак, что нам нужно сделать, что узнать неизвестное количество килограммов? Правильно! Снять с левой и с правой части весов по 2 килограмма, тогда чаши весов останутся на одном горизонтальном уровне, т.е.у нас будет по прежнему равенство:
х + 2кг , — 2кг = 8кг , — 2кг (500.2.2)
х , = 8кг — 2кг , (500.3.2)
х , = 6 кг , (500.4.2)
Часто математика оперирует не килограммами, а некими абстрактными безразмерными единицами и тогда запись решения уравнения (500.1) например в черновике будет выглядеть так:
х + 2 , = 8 , (500.1)
х + 2 , — 2 = 8 , — 2 (500.2)
х , = 8 — 2 , (500.3)
х = 6 (500.4)
Что и отражено на рисунке 500.2.
Примечание: Формально для еще более лучшего понимания после уравнения (500.2) должно следовать еще одно уравнение вида: х + 2 — 2 , = 8 — 2 , означающее, что действие завершилось и мы опять имеем дело с равновесными чашами весом. Однако на мой взгляд в такой совсем уж полной записи решения необходимости нет.
В чистовиках обычно используется сокращенная запись решения уравнения, причем сокращаются не только столь необходимые на мой взгляд на начальном этапе изучения уравнений символы чаш весов, но даже и целые уравнения. Так сокращенная запись решения уравнения (500.1) в чистовике согласно приводимым в учебниках примерам будет выглядеть так:
х + 2 = 8 (500.1.1)
х = 8 — 2 (500.3.1)
х = 6 (500.4)
В итоге, при использовании аналогии с весами мы составили дополнительное уравнение (500.2) по сравнению с предлагаемым учебниками то ли методом решения, то ли формой записи этого решения. На мой взгляд это уравнение, к тому же записанное приблизительно в такой форме, т.е. с символичным обозначением чаш весов — это и есть то недостающее звено, важное для понимания смысла уравнений.
Т.е. при решении уравнений мы ничего и никуда с обратным знаком не переносим, а выполняем одинаковые математические действия с левой и с правой частью уравнения.
Просто сейчас принято записывать решение уравнений в сокращенной форме, приведенной выше. За уравнением (500.1.1) сразу следует уравнение (500.3.1), отсюда и следует правило обратных знаков, которое впрочем многим проще запомнить, чем вникать в смысл уравнений.
Примечание: Против сокращенной формы записи я ничего не имею, более того. продвинутые пользователи могут эту форму еще более сокращать, однако делать это следует лишь после того, когда общий смысл уравнений уже четко усвоен.
А еще расширенная запись позволяет понять главные правила решения уравнений:
1. Если мы производим одинаковые математические действия с левой и правой частью уравнений, то равенство сохраняется.
2. Не важно, какая часть в рассматриваемом уравнении левая, а какая правая, мы можем свободно менять их местами.
Эти математические действия могут быть любыми. Мы можем вычитать одно и то же число из левой и из правой части, как показано выше. Мы можем прибавлять одно и то же число к левой и правой части уравнения, например:
х — 2 , = 8 , (500.5.1)
х — 2 , + 2 = 8 , + 2 (500.5.2)
х , = 8 + 2 , (500.5.3)
х = 10 (500.5.4)
Мы можем делить или умножать обе части на одно и то же число, например:
3х , = 12 , (500.6.1)
3х , : 3 = 12 , : 3 (500.6.2)
х , = 12 : 3 , (500.6.3)
х = 4 (500.6.4)
3х — 6 , = 12 , (500.7.1)
3х — 6 , + 6 = 12 , + 6 (500.7.2)
3х , = 18 , (500.7.3)
3х , : 3 = 18 , : 3 (500.7.4)
х = 6 (500.7.5)
Мы можем интегрировать или дифференцировать обе части. Мы можем делать все, что угодно с левой и правой частью, но если эти действия будут одинаковыми для левой и правой части, то равенство сохранится (чаши весов останутся на одном горизонтальном уровне).
Конечно же действия нужно выбирать такие, которые позволят максимально быстро и просто определить неизвестную величину.
С этой точки зрения классический метод обратного действия как бы более прост, но как быть, если ребенок еще не изучал отрицательные числа? А между тем составленное уравнение имеет следующий вид:
5 — х = 3 (500.8)
Т.е. при решении этого уравнения классическим методом один из возможных вариантов решения, дающий самую короткую запись, следующий:
— х = 3 — 5 (500.8.2)
— х = — 2 (500.8.3)
х = 2 (500.8.4)
И самое главное — как тут объяснить ребенку почему уравнение (500.8.3) тождественно уравнению (500.8.4)?
Это значит, что в данном случае даже при использовании классического метода экономить на записи нет никакого смысла и сначала нужно избавиться от неизвестной величины в левой части, имеющей отрицательный знак.
5 — х = 3 (500.8)
5 = 3 + х (500.8.5)
3 + х = 5 (500.8.6)
х = 5 — 3 (500.8.7)
х = 2 (500.8.4)
При этом полная запись будет выглядеть так:
5 — х , = 3 , (500.8)
5 — х , + х = 3 , + х (500.9.2)
5 , = 3 + х , (500.9.3)
3 + х , = 5 , (500.8.6)
3 + х , — 3 = 5 , — 3 (500.9.3)
х , = 5 — 3 , (500.8.7)
х = 2 (500.8.4)
Добавлю еще раз. Полная запись решения нужна не для учителей, а для лучшего понимания метода решения уравнений. А когда мы меняем местами левую и правую части уравнения, то это все равно что мы меняем взгляд на весы с точки зрения покупателя на точку зрения продавца, тем не менее равенство при этом сохраняется.
К сожалению, я так и не смог добиться от своей дочери полной записи решения даже в черновиках. У нее железный довод: «нас так не учили». А между тем сложность составляемых уравнений увеличивается, процент угадываний, какое действие нужно выполнить для определения неизвестной величины, уменьшается, оценки падают. Что с этим делать, не знаю.
Примечание: в современной математике принято различать равенства и уравнения, т.е. 1 = 1 — это просто численное равенство, а если в одной из частей равенства есть неизвестная, которую необходимо найти, то это уже уравнение. Как по мне, то такое дифференцирование значений не имеет большого смысла, а лишь усложняет восприятие материала. Я считаю, что любое равенство можно называть уравнением, а любое уравнение основано на равенстве. А кроме того, возникает вопрос х = 6, это уже равенство или это еще уравнение?
Простейшие уравнения, аналогия со временем
Конечно же, аналогия с весами при решении уравнений является далеко не единственной. Например, решение уравнений можно рассматривать и во временном аспекте. Тогда условие, описываемое уравнением (500.1), будет звучать так:
После того, как мы добавили к неизвестному количеству х еще 2 единицы, у нас стало 8 единиц (настоящее время). Однако нас по тем или иным причинам не интересует, сколько их стало, а интересует сколько их было в прошедшем времени. Соответственно, чтобы узнать, сколько у нас было этих самых единиц, нам нужно произвести обратное действие, т.е. от 8 отнять 2 (уравнение 500.3). Такой подход точно соответствует излагаемому в учебниках, но на мой взгляд, является не таким наглядным, как аналогия с весами. Впрочем мнения по этому поводу могут быть разные.
Пример решения уравнения со скобками
Эту статью я написал летом, когда дочь окончила 4 класс, но не прошло и полгода, как им в школе начали задавать решение уравнений следующего вида:
(97 + 75 : (50 — 5х)) · 3 = 300 (500.10)
Никто в классе решить это уравнение не смог, а между тем в его решении при применении предложенного мной способа нет ничего сложного, вот только полная форма записи будет занимать слишком много места:
(97 + 75 : (50 — 5х)) · 3 , : 3 = 300 , : 3 (500.10.2)
97 + 75 : (50 — 5х) , = 300 : 3 , (500.10.3)
97 + 75 : (50 — 5х) , = 100 , (500.10.4)
97 + 75 : (50 — 5х) , — 97 = 100 , — 97 (500.10.5)
75 : (50 — 5х) , = 100 — 97 , (500.10.6)
75 : (50 — 5х) , = 3 , (500.10.7)
75 : (50 — 5х) , · (50 — 5х) = 3 , · (50 — 5х) (500.10.8)
75 , = 3 · (50 — 5х) , (500.10.9)
75 , : 3 = 3 · (50 — 5х) , : 3 (500.10.10)
75 : 3 , = 50 — 5х , (500.10.11)
25 , = 50 — 5х , (500.10.12)
25 , + 5х = 50 — 5х , + 5х (500.10.13)
25 + 5х , = 50 , (500.10.14)
25 + 5х , — 25 = 50 , — 25 (500.10.15)
5х , = 50 — 25 , (500.10.16)
5х , = 25 , (500.10.17)
5х , : 5 = 25 , : 5 (500.10.18)
х , = 25 : 5 , (500.10.19)
х = 5 (500.10.20)
Однако на данном этапе в такой полной форме записи нет никакой необходимости. Раз уж мы добрались до двойных скобок, то не обязательно для математических операций в левой и правой части составлять отдельное уравнение, поэтому запись решения в черновике вполне может выглядеть так:
97 + 75 : (50 — 5х) , : 3 = 300 , : 3, (500.10.2)
97 + 75 : (50 — 5х) , = 100 , (500.10.4)
97 + 75 : (50 — 5х) , — 97 = 100 — 97 , (500.10.5)
75 : (50 — 5х) , = 3 , (500.10.7)
75 : (50 — 5х) , · (50 — 5х) = 3 , · (50 — 5х) (500.10.8)
75 , = 3 · (50 — 5х) , (500.10.9)
75 , : 3 = 3 · (50 — 5х) , : 3 (500.10.10)
25 , = 50 — 5х , (500.10.12)
25 , + 5х = 50 — 5х , + 5х (500.10.13)
25 + 5х , = 50 , (500.10.14)
25 + 5х , — 25 = 50 , — 25 (500.10.15)
5х , = 25 , (500.10.17)
5х , : 5 = 25 , : 5 (500.10.18)
х = 5 (500.10.20)
Итого на данном этапе потребовалось записать 14 уравнений для решения исходного.
При этом запись решения уравнения в чистовике может выглядеть так:
97 + 75 : (50 — 5х) = 300 : 3 (500.10.3)
97 + 75 : (50 — 5х) = 100 (500.10.4)
75 : (50 — 5х) = 100 — 97 (500.10.6)
75 : (50 — 5х) = 3 (500.10.7)
75 = 3 · (50 — 5х) (500.10.9)
75 : 3 = 50 — 5х (500.10.11)
25 = 50 — 5х (500.10.12)
25 + 5х = 50 (500.10.14)
5х = 50 — 25 (500.10.16)
5х = 25 500.10.17)
х = 25 : 5 (500.10.19)
х = 5 (500.10.20)
Т.е. при сокращенной форме записи нам все равно придется составить 12 уравнений. Экономия в записи при этом минимальная, а вот с пониманием требуемых действий у пятиклассника действительно могут возникнуть проблемы.
P.S. Только когда дело дошло до двойных скобок, дочь заинтересовалась предложенным мной методом решения уравнений, но при этом в ее форме записи даже в черновике все равно уравнений в 2 раза меньше, потому что она пропускает итоговые уравнения типа (500.10.4), (500.10.7) и им подобные, а при записи сразу оставляет место для следующего математического действия. В итоге запись в ее черновике выглядела примерно так:
(97 + 75 : (50 — 5х)) · 3 , : 3 = 300 , : 3 (500.10.2)
97 + 75 : (50 — 5х) , — 97 = 100 , — 97 (500.10.5)
75 : (50 — 5х) , · (50 — 5х) = 3 , · (50 — 5х) (500.10.8)
75 , : 3 = 3 · (50 — 5х) , : 3 (500.10.10)
25 , + 5х = 50 — 5х , + 5х (500.10.13)
25 + 5х , — 25 = 50 , — 25 (500.10.15)
5х , : 5 = 25 , : 5 (500.10.18)
х = 5 (500.10.20)
В итоге получилось всего 8 уравнений, что даже меньше, чем требуется при сокращенной записи решения. В принципе я не возражаю, вот только была бы от этого польза.
Вот собственно и все, что мне хотелось сказать по поводу решения простейших уравнений, содержащих одну неизвестную величину. Для решения уравнений, содержащих две неизвестных величины, потребуется больше знаний.
На этом пока все.
Доступ к полной версии этой статьи и всех остальных статей на данном сайте стоит всего 30 рублей. После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью, адресом электронной почты и продолжением статьи. Если вы хотите задать вопрос по расчету конструкций, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Зараннее большое спасибо.)). Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий. Больше подробностей в статье «Записаться на прием к доктору»
Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783
Номер карты Ymoney 4048 4150 0452 9638 SERGEI GUTOV
Для Украины — номер гривневой карты (Приватбанк) 5168 7422 4128 9630
- Расчет конструкций . Уравнения, основные понятия
Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье «Записаться на прием к доктору» (ссылка в шапке сайта).
Неполные квадратные уравнения
О чем эта статья:
Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).
Основные понятия
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.
Степень уравнения можно определить по наибольшей степени, в которой стоит неизвестное. Если неизвестное стоит во второй степени — это квадратное уравнение.
Квадратное уравнение — это ax² + bx + c = 0, где a — первый или старший коэффициент, не равный нулю, b — второй коэффициент, c — свободный член.
Чтобы определить, сколько корней имеет уравнение, нужно обратить внимание на дискриминант. Чтобы его найти, берем формулу: D = b² − 4ac. А вот свойства дискриминанта:
- если D 0, есть два различных корня.
Неполное квадратное уравнение — это уравнение вида ax² + bx + c = 0, где хотя бы один из коэффициентов b или c равен нулю.
Неполные квадратные уравнения бывают трех видов:
Такие уравнения отличаются от полного квадратного тем, что их левые части не содержат слагаемого с неизвестной переменной, либо свободного члена, либо и того и другого. Отсюда и их название — неполные квадратные уравнения. Решение неполных квадратных уравненийКак мы уже знаем, есть три формулы неполных квадратных уравнений:
Для тех, кто хочет связать свою жизнь с точными науками, Skysmart предлагает курс подготовки к ЕГЭ по математике (профиль). Как решить уравнение ax² = 0Начнем с решения неполных квадратных уравнений, в которых b и c равны нулю, то есть, с уравнений вида ax² = 0. Уравнение ax² = 0 равносильно x² = 0. Такое преобразование возможно, когда мы разделили обе части на некое число a, которое не равно нулю. Корнем уравнения x² = 0 является нуль, так как 0² = 0. Других корней у этого уравнения нет, что подтверждают свойства степеней. Таким образом, неполное квадратное уравнение ax² = 0 имеет единственный корень x = 0. Пример 1. Решить −5x² = 0.
Записывайся на дополнительные уроки по математике онлайн, с нашими лучшими преподавателями! Для учеников с 1 по 11 класса! Как решить уравнение ax² + с = 0Обратим внимание на неполные квадратные уравнения вида ax² + c = 0, в которых b = 0, c ≠ 0. Мы знаем, что слагаемые в уравнениях носят двусторонние куртки: когда мы переносим их из одной части уравнения в другую, они надевает куртку на другую сторону — меняют знак на противоположный. Еще мы знаем, что если обе части уравнения поделить на одно и то же число (кроме нуля) — у нас получится равносильное уравнение. То есть одно и то же, только с другими цифрами. Держим все это в голове и колдуем над неполным квадратным уравнением (производим «равносильные преобразования»): ax² + c = 0:
Ну все, теперь мы готовы к выводам о корнях неполного квадратного уравнения. В зависимости от значений a и c, выражение — c/а может быть отрицательным или положительным. Разберем конкретные случаи. Если — c/а 0, то корни уравнения x² = — c/а будут другими. Например, можно использовать правило квадратного корня и тогда корень уравнения равен числу √- c/а, так как (√- c/а)² = — c/а. Кроме того, корнем уравнения может стать -√- c/а, так как (-√- c/а)² = — c/а. Ура, больше у этого уравнения нет корней. В двух словахНеполное квадратное уравнение ax² + c = 0 равносильно уравнению ax² + c = 0, которое:
Пример 1. Найти решение уравнения 9x² + 4 = 0.
Разделим обе части на 9: Ответ: уравнение 9x² + 4 = 0 не имеет корней. Пример 2. Решить -x² + 9 = 0.
Разделим обе части на -1: Ответ: уравнение -x² + 9 = 0 имеет два корня -3; 3. Как решить уравнение ax² + bx = 0Осталось разобрать третий вид неполных квадратных уравнений, когда c = 0. Квадратное уравнение без с непривычно решать только первые несколько примеров. Запомнив алгоритм, будет значительно проще щелкать задачки из учебника. Неполное квадратное уравнение ax² + bx = 0 можно решить методом разложения на множители. Разложим на множители многочлен, который расположен в левой части уравнения — вынесем за скобки общий множитель x. Теперь можем перейти от исходного уравнения к равносильному x * (ax + b) = 0. А это уравнение равносильно совокупности двух уравнений x = 0 и ax + b = 0, последнее — линейное, его корень x = −b/a. Таким образом, неполное квадратное уравнение ax² + bx = 0 имеет два корня: Пример 1. Решить уравнение 2x² — 32x = 0
Ответ: х = 0 и х = 16. Пример 2. Решить уравнение 3x² — 12x = 0 Разложить левую часть уравнения на множители и найти корни: Неполное квадратное уравнение — виды, примеры и способы решенияУмение вычислять неполные квадратные уравнения позволяет в дальнейшем решать довольно сложные задания. Изучают алгоритм действий в восьмом классе средней школы. Но при этом нужно понимать, что такого вида выражения могут быть решены так же, как и обычные (полные). Для этого недостающий член уравнения следует дописать с нулевым коэффициентом. Само же решение выполнить через поиск дискриминанта.
Общие сведенияУравнение — это равенство, которое в своём составе имеет неизвестный член. Другими словами, переменную. Решение как полных, так и неполных уравнений подразумевает определение значений, которые при подстановке сделают запись верной. Существуют различные виды равенств: линейные, дробные, квадратные. Многочлены, в которых самой высокой степенью в выражении является цифра два, называют квадратными. Они относятся к фундаментальным математическим записям. Их используют для вычислений уравнений сложного вида. Например, логарифмических, тригонометрических, а также неравенств.
Числа, которые делают равенство правильным, называют корнями. Условно квадратные уравнения разделяют по их видам на три категории:
Полным квадратным равенством называют выражение вида: ax2 + bx + c = 0, где a, b, c — коэффициенты, а x — неизвестный корень. Разумеется, множитель в первом одночлене не может быть равен нулю, иначе запись примет вид классического линейного многочлена. Решать его довольно тривиально, поэтому интересней случаи, когда b или c равняются нулю. В этом случае равенства примут вид ax2 + bx = 0 и ax2 + c = 0. Так вот такие выражения и называют неполными уравнениями. Решать их можно по упрощённому алгоритму, не используя формулы для определения дискриминанта или теорему Виета. Нужно отметить, что квадратные многочлены отличаются друг от друга только содержанием в записи ненулевых одночленов. Значит, в принципе, все правила и теоремы, которые применимы для классического полного равенства, возможно использовать и для её частных случаев. Но часто применять их нерационально.
Классический способХотя и существуют простые методы, конечно же, нужно знать и общий способ решения квадратных многочленов. Алгоритм нахождения возможных ответов состоит из двух шагов. На первом находят дискриминант: D = b2 — 4ac. На втором же подставляют найденное значение в формулу поиска корней: x1 = — b + √D / 2a; x2 = — b — √ D / 2a. При этом по вычисленному дискриминанту можно судить о количестве ответов. Так, если он равен нулю, то решение будет только одно, когда же многочлен меньше нуля, уравнение не имеет смысла. Формулы несложны и вполне легко запоминаются. Но всё же в некоторых случаях имеет смысл использовать так называемую теорему Виета.
С её помощью можно просто находить корни. Заключается она в следующем: пусть икс первое и второе являются решениями уравнения вида: x2 + bx + c = 0. Тогда будут верны равенства: Если коэффициент квадратного одночлена единица (приведённое выражение), то всегда сумма корней будет равна отрицательному значению свободного члена, а произведение — второму коэффициенту. На первый взгляд кажется, что по этим формулам не очень и легко найти нужные корни. На самом деле после небольшой тренировки определять корни можно будет даже устно. При недостаточном опыте или при вычислении сложных примеров, например, дробных, конечно же, можно использовать простой алгоритм поиска неизвестных. Сначала следует выяснить их знак. Тут поможет правило, что минус на плюс при умножении даёт отрицательный результат, и то, что при сложении двух минусовых выражений в ответе будет также минус. Естественно, что если в произведении и сумме положительные числа, то и оба корня будут со знаком плюс.
Теперь нужно внимательно посмотреть на свободный член, так как числа, определяющие рациональное решение, обязательно должны быть среди множителей этого коэффициента. То есть понадобится разложить это выражение и сконструировать из полученного ряда два значения, которые в сумме дадут нужный член. Сделать это можно, выписав делители числа, считая их за икс один, а результат деления принять за икс два.
Упрощённые методы
Удобство неполных выражений в том, что алгоритм их решения можно построить на простых преобразованиях, подобных действиям с линейными уравнениями. Так как может существовать только два вида выражений, отличных от полной записи, то и способов будет столько же. Итак, если математическая запись имеет вид ax2 + bx = 0, то справедливо выполнить ряд следующих преобразований и рассуждений: Другой случай, когда член при переменной икс в первой степени равняется нулю. Получится выражение: ax2 + c = 0. Решать такое равенство несложно, если использовать следующий метод. Вначале свободный член нужно переместить вправо за знак равно: ax2 = -c. При выполнении этой операции важно не забыть поменять знак. Затем обе части разделить на коэффициент квадратного неизвестного: x2 = — c / a. Дальше нужно действовать по ситуации:
Как видно, алгоритмы и правила довольно простые. Но перед тем как перейти к непосредственному рассмотрению примеров с решением неполных квадратных уравнений, следует упомянуть об онлайн-калькуляторах. Это интернет-сервисы, позволяющие совершенно бесплатно находить ответы на математические задачи в режиме реального времени. Воспользоваться ими может любой желающий, имеющий доступ к сети и гаджет с установленным веб-обозревателем. Всё, что требуется от пользователя, — это введение заданного равенства в предлагаемую форму и нажатие кнопки «Выполнить расчёт». Через несколько секунд калькулятор выведет на экран результат решения. Причём многие такие сайты позволяют просмотреть и детальное решение заданного примера. Эта возможность довольно востребованная, так как позволяет не только понять алгоритм вычисления, но и закрепить пройденный на уроках материал. Примеры решенияЗнать теорию без умения применять её на практике бесполезно. Тем более что понять алгоритм и научиться действительно быстро находить корни неполного равенства можно только после тренировки. Обычно для закрепления материала достаточно самостоятельно прорешать около семи примеров. Вот два типовых задания, рассчитанные на учащихся восьмых классов. Решить равенство тремя способами: 2×2 — 18 = 0:
Второй тип стандартных заданий на решение квадратных уравнений может быть такого вида: 9×2 + 63x = 0. Это простое равенство, которое, прежде всего можно упростить, для этого нужно каждый одночлен сократить на девять: 9×2 + 63x = 0 → x2 + 7x = 0. Теперь неизвестное нужно вынести за скобки и приравнять каждый из множителей к нулю: x2 + 7x = x * (x + 7) → x = 0; x + 7 = 0. Следовательно, решением уравнения будут корни x1 = 0; x2 = -7. В этом случае также можно было решать уравнение через дискриминант или по теореме Виета. Если самостоятельно выполнить вычисления, то можно будет убедиться в правильности найденного ответа. источники: http://skysmart.ru/articles/mathematic/nepolnye-kvadratnye-uravneniya http://kupuk.net/uroki/algebra/nepolnoe-kvadratnoe-yravnenie-vidy-primery-i-sposoby-resheniia/ |
