Matematyka dla liceum/Funkcja liniowa/Równania liniowe

Z testwiki
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Równanie liniowe z jedną niewiadomą

Przykładem równania liniowego może być:

Rozwiązaniem równania jest liczba x, która spełnia to równanie.

Szablon:Mat:Def

Aby rozwiązać równanie liniowe, czyli aby znaleźć liczbę x, przeważnie trzeba wykonać następujące czynności:

  • przenieść niewiadomą na jedną stronę równania, pozostawiając liczby (bądź parametry) po drugiej stronie (przy przenoszeniu zmieniamy znak),
  • wymnożyć lub podzielić obustronnie przez wartość tak, aby pozbyć się liczby stojącej przy niewiadomej.

Wyjaśnienie

  • Aby rozwiązać równanie  2x+3=5,  wykonamy kolejne kroki wymienione powyżej.
Po lewej stronie równania zostawimy niewiadomą, przenosząc liczbę 3 na prawą stronę. Wystarczy zapisać ją po drugiej stronie ze zmienionym znakiem.
2x=5−3  czyli  2x=2
Aby z wyrażenia 2x uzyskać x, dzielimy przez 2. Zawsze dzielimy obie strony, czyli
2x=2/:2
x=1,   tak więc liczba 1 jest rozwiązaniem.

Przy przekształcaniu równania należy pamiętać o tym, że przenosząc pewną liczbę z jednej strony na drugą, należy zmienić znak na przeciwny, na przykład:

  • jeśli  2x+5=6,  to  2x=6−5,
  • jeśli  x−4=2,   to  x=2+4.

Jeśli chcemy wymnożyć lub podzielić równanie przez pewną liczbę, wówczas zapisujemy to dodając na końcu np. " /⋅4 " lub np. " /:3 ".

  • x2=3  /⋅ 2 - obustronnie mnożymy przez Szablon:Math
  • 3x=6  /: 3 - obustronnie dzielimy przez Szablon:Math
  • 34x=2  /⋅ 43 - obustronnie mnożymy przez ułamek 43.

Przykłady

  • Równanie −x+2=0
−x=0−2
−x=−2 /⋅ (−1)
x=2
  • Równanie 7x+22=6
Pozbywamy się ułamka, mnożąc przez wartość mianownika.
7x+22=6  /⋅ 2
7x+2=12
7x=10 /: 7
x=107

Rozwiązania
Jeżeli nie są podane wartości współczynników a i b, wówczas możemy postawić następujące założenia:

  • jeśli a≠0, to istnieje jedno rozwiązanie x=−ba,
  • jeśli a=0ib=0, to równanie przyjmie postać 0=0. Jest to równanie tożsamościowe i dla każdego x jest prawdą (czyli rozwiązaniem jest każda liczba),
  • jeśli a=0ib≠0, wówczas równanie może wyglądać np. tak: 0=3, co oczywiście jest fałszem. Równanie to nazywa się równaniem sprzecznym i nie istnieje liczba, która je spełnia (brak rozwiązań).

Inną nazwą rozwiązania równania jest też miejsce zerowe, jak i pierwiastek.

Nierówność liniowa z jedną niewiadomą

Zacznijmy od kilku przykładów:

  • 2x>3
  • 5x−2<2
  • −2x+4≥−3x+5
  • −12x+3≥5

Zanim je rozwiążemy, spójrzmy na definicję:

Szablon:Mat:Def

Ważna uwaga: przy mnożeniu (lub dzieleniu) nierówności przez liczbę ujemną, znak nierówności zmieniamy na przeciwnie skierowany (np. > na <).

Przejdźmy do rzeczy, czyli rozwiążmy przedstawione przykłady.

Zaczniemy od  2x>3 :

2x>3/: 2
x>112
Rozwiązaniem tej nierówności nie jest jedna liczba, a cały zbiór liczb większych od jednego i jednej drugiej.
Odp. x∈(112;+∞).

Teraz możemy przejść do kolejnego przykładu  −2x+4≥−3x+5 :

−2x+3x≥5−4
x≥1
Odp. x∈⟨1;+∞).

Rozwiążmy teraz nierówność  −5x−2<2 :

−5x<2+2
−5x<4/:(−5)
x>−45 - przy mnożeniu przez liczbę ujemną trzeba zmienić znak nierówności na przeciwny.
Odp. x∈(−45;∞).

Dlaczego gdy mnożymy lub dzielimy przez liczbę ujemną, znak nierówności trzeba zmienić? Słuszność tego możemy sprawdzić na przykładzie:

3<4/⋅(−2)
−6<−8  - fałsz, brakuje zmienionego znaku
−6>−8  - prawda, zmieniony znak na '>'.

Równanie z parametrem (R)

Dla jakich wartości parametru p funkcja y=2px+4−p jest malejąca oraz nieparzysta?

Musimy ustalić warunki, które musi spełniać to równanie, aby założenia z zadania były spełnione .

  1. a<0 aby funkcja była malejąca
  2. Wykres funkcji musi przechodzić przez punkt (0,0) aby funkcja była nieparzysta. W przypadku funkcji nieparzystej f(x)=ax+b zachodzi b=0, zatem w naszym przypadku zachodzi 4−p=0
{2p<04−p=0
Mamy:
{p<0p=4
Teraz musimy złączyć oba te warunki, aby otrzymać wynik. Po złączeniu otrzymujemy:
4<0
Co oczywiście jest sprzeczne dlatego:
Zx∈∅


Szablon:Nawigacja