Алгебраический способ решения уравнений это

Содержание
  1. Способы решения алгебраических уравнений
  2. Алгебраические уравнения в математике с примерами решения и образцами выполнения
  3. Делимость многочлена
  4. Общий вид алгебраического уравнения
  5. Некоторые свойства алгебраического уравнения
  6. Методы решения целых алгебраических уравнений
  7. Разложение на множители
  8. Подбор корня с последующим понижением степени уравнения
  9. Метод поиска рациональных корней у многочленов с целыми коэффициентами
  10. Метод неопределённых коэффициентов
  11. Метод умножения на функцию
  12. Понятие алгебраического и трансцендентного уравнения и методов их приближенного решения
  13. Алгебраические уравнения и их геометрическое истолкование
  14. Уравнение с одной буквой (неизвестным)
  15. Уравнение с двумя буквами (переменными)
  16. Линейное уравнение с двумя переменными
  17. Нелинейные уравнения с двумя переменными
  18. Алгебраические уравнения и алгоритм их решения
  19. Общая теория уравнений
  20. Область допустимых значений
  21. Уравнения
  22. Совокупности уравнений
  23. Преобразования уравнений
  24. Теоремы о равносильности уравнений
  25. Уравнения с одним неизвестным
  26. Метод разложения на множители
  27. Метод введения нового неизвестного
  28. Биквадратные уравнения
  29. Возвратные уравнения 3-й и 4-й степеней
  30. Решение простых линейных уравнений
  31. Понятие уравнения
  32. Какие бывают виды уравнений
  33. Как решать простые уравнения
  34. Примеры линейных уравнений
  35. 🎦 Видео

Видео:Cистемы уравнений. Разбор задания 6 и 21 из ОГЭ. | МатематикаСкачать

Cистемы уравнений. Разбор задания 6 и 21 из ОГЭ.  | Математика

Способы решения алгебраических уравнений

Разделы: Математика

Уравнения занимают значительное место в курсе математики средней школы. Остановимся лишь на алгебраических уравнениях, которые разобьем на три группы:

  1. полиномиальные уравнения вида Pn(x) = 0, где Pn(x) — многочлен n-й степени относительно x;
  2. дробно-рациональные уравнения, т.е. содержащие в качестве двух компонент частные двух многочленов;
  3. иррациональные уравнения.

Для ряда приемов даны небольшие теоретические обоснования. Приведено 30 приемов, иллюстрированных более чем 36 примерами. Не надо думать, что приведенный в конкретном примере прием является наиболее рациональным для решения данного примера. Просто надо принять к сведению существование такого подхода к решению уравнений.

Одни и те же подходы (применение тригонометрии, использование однородности, разложение на множители и др.) находят применение не только при решении рациональных, дробно-рациональных, иррациональных уравнений, но и при решении трансцендентных уравнений, неравенств, систем.

При написании использовалась литература:

  1. Рывкин А. А. «Справочник по математике» – М.: Высшая школа, 1987.
  2. Цыпкин А. Г. «Справочник по методам решения задач по математике» – М.: Наука, 1989.
  3. Шарыгин И. Ф. Факультативный курс по математике – М.: Просвещение, 1989.
  4. Сборник задач по математике для поступающих во ВТУЗы / Под ред. Сканави М. И. – Мн.: Вышэйшая школы, 1990.

В этих пособиях можно найти достаточное количество нужных уравнений, конечно, не пренебрегая другими источниками.

1. Докажем теорему: Если уравнение anx n + an–1x n–1 + … + a1x + a0 = 0 (*) с целыми коэффициентами имеет рациональный корень, где p и q взаимно просты, то a0 делится на p, а an делится на q.

Доказательство: Заменим в (*) x на , получим верное числовое равенство умножим обе части равенства на q n :

Правая часть делится на q, значит, и левая должна делиться на q, но т.к. p и q взаимно просты, то p n не делится на q, но тогда an должно делиться на q, иначе левая часть не будет кратна q.

Правая часть кратна p, значит, и левая кратна p, но q n взаимно просты с p, значит a0 кратно p. Теорема доказана.

Доказательство: Делимое равно делителю, умноженному на частное, плюс остаток. Так как делитель — многочлен первой степени, то остаток будет многочленом, степень которого меньше степени делителя, значит, остаток – const. Частное будет многочленом степени n – 1. Тогда

При x = a это равенство имеет вид

из которого следует P(a) = R. Теорема доказана.

Следствие: Если x = a — корень многочлена, то многочлен делится на xa без остатка.

Доказательство: При x = a равенство (***) примет вид 0 = 0 + R, из которого следует, что R = 0. А так как остаток от деления равен нулю, то утверждение доказано.

Пример 1. Решить уравнение 30x 4 + x 3 – 30x 2 + 3x + 4 = 0.

Составим различные несократимые дроби, числители которых — делители свободного члена, т.е. 4, а знаменатели — делители старшего коэффициента, т.е. 30.

Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений этоАлгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений этоАлгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений этоАлгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений этоАлгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

В левом столбике в знаменателях участвуют все делители числа 30. Видно, что – 1 — корень многочлена. По следствию из теоремы Безу делим многочлен на x + 1

Алгебраический способ решения уравнений это

Для поиска корней многочлена 30x 3 – 29x 2 – x + 4 воспользуемся таблицей дробей. При Алгебраический способ решения уравнений этомногочлен примет вид Алгебраический способ решения уравнений этоЗначит, Алгебраический способ решения уравнений это— корень многочлена.

Алгебраический способ решения уравнений это

2. При решении алгебраических уравнений может быть полезен метод неопределенных коэффициентов.

Пример 2. Решить уравнение x 4 + 2x 3 – 16x 2 + 11x – 2 = 0.

Пусть многочлен представим в виде произведения

где a , b , g , a, b, c коэффициенты, которые желательно подобрать так, чтобы после раскрытия скобок и приведения подобных слагаемых получился исходный многочлен. Раскроем скобки, полагая, что a = a = 1.

Положим c = 1, g = – 2 или c = 2, g = – 1 (подбираем коэффициенты).

b = – 3, тогда b = 5.

Убедимся, что b = 5, g = – 2, b = – 3, c = 1. Такой набор удовлетворяет всем четырем уравнениям, поэтому можем записать

Решив квадратные уравнения, получим корни исходного уравнения.

Ответ: Алгебраический способ решения уравнений это

3. Решение возвратных уравнений

После почленного деления на x k , они решаются подстановкой

Пример 3. Решить уравнение 2x 4 – 3x 3 – 7x 2 –15x + 50 = 0.

Разделим на x 2 , получим Алгебраический способ решения уравнений это

Уравнение примет вид:

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений этоАлгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений этоАлгебраический способ решения уравнений это

Если l = 1, то уравнение вида ax 2k + bx 2k–1 + cx 2k–2 + dx 2k–3 + … + dx 3 + cx 2 + bx + a = 0 называется возвратным (или симметрическим) уравнением степени 2k первого рода.

Пример 4. Решить уравнение 5x 4 + 3x 3 – 16x 2 + 3x + 5 = 0.

Разделим почленно на x 2 . Имеем Алгебраический способ решения уравнений это.

Алгебраический способ решения уравнений этоАлгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений этоАлгебраический способ решения уравнений это

Ответ: Алгебраический способ решения уравнений это

Если l = – 1, то получим уравнение вида

ax 2k + bx 2k–1 + cx 2k–2 + dx 2k–3 + … + dx 3 + cx 2 – bx + a = 0, которое называется возвратным (или симметрическим) уравнением степени 2k второго рода. Решается подстановкой

Пример 5. Решить уравнение 8x 4 – 42x 3 + 29x 2 + 42x + 8 = 0.

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений этоАлгебраический способ решения уравнений это

Ответ: Алгебраический способ решения уравнений это

Возвратное уравнение нечетной степени имеет корень – 1. Это объясняется тем, что уравнение имеет четное число членов, которые при замене x на – 1 попарно уничтожаются. Поэтому в начале делят многочлен на x + 1, а частное приведет к возвратному уравнению четной степени, решение которого уже рассмотрено.

Пример 6. Решить уравнение 24x 5 + 74x 4 – 123x 3 – 123x 2 + 74x + 24 = 0.

Имеем возвратное уравнение 5-й степени. Один из его корней – 1. После деления на x + 1, получим

24x 4 + 50x 3 – 173x 2 + 50x + 24 = 0

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений этоАлгебраический способ решения уравнений это

Ответ: Алгебраический способ решения уравнений это

если Алгебраический способ решения уравнений это, то Алгебраический способ решения уравнений это

По биному Ньютона

Замечание 2. Определить по внешнему виду, что уравнение является возвратным не всегда просто, особенно, если Алгебраический способ решения уравнений это. Поэтому в уравнении степени 2n производим почленное деление на x n и, если при этом получается сумма выражений вида , где n = 0, 1, 2 … m, то дальнейшее решение ясно.

Видео:7 класс, 39 урок, Метод алгебраического сложенияСкачать

7 класс, 39 урок, Метод алгебраического сложения

Алгебраические уравнения в математике с примерами решения и образцами выполнения

Алгебраическое уравнение — это уравнение вида. где. — многочлен от переменных. , которые называются неизвестными.

Алгебраический способ решения уравнений это

Видео:Решение систем уравнений методом сложенияСкачать

Решение систем уравнений методом сложения

Делимость многочлена

Делимость многочлена, целого относительно х, на разность xа.

Теорема Безу:

Многочлен, целый относительно х:
Алгебраический способ решения уравнений это,
при делении на разность х — а (где а есть произвольное число, положительное или отрицательное) даёт остаток
Алгебраический способ решения уравнений это
равный тому значению делимого, которое оно получает при х=а.

Доказательство:

Из процесса деления многочлена, расположенного по убывающим степеням буквы х, видно, что деление такого многочлена на х — а можно продолжать до тех пор, пока высший член остатка R не будет содержать в себе буквы х. Пусть при этом частное будет некоторый многочлен Q. Тогда мы можем написать равенство:
M=(x- a)Q+R.

Равенство это есть тождество, т. е. оно верно при всевозможных значениях буквы х, а потому оно должно быть верно и при х-а. Но при x=а оно даёт
M’ = (α — α) Q’ + R
если буквами М‘ и Q‘ обозначим те значения M и Q, которые эти многочлены принимают при х=а (остаток R, как не содержащий вовсе x, не изменится от подстановки а на место х). Так как a — α=0, то и произведение (а — a) Q‘ равно 0; значит, последнее равенство даёт M‘= R, т. е.
Алгебраический способ решения уравнений это
что и требовалось доказать.

Следствие:

Так как x+α=x— (—а), то, применяя доказанную теорему к сумме х+а, найдём:
многочлен Алгебраический способ решения уравнений это

при делении на сумму x+α даёт в остатке число, равное
Алгебраический способ решения уравнений это
т. е. число, равное тому значению делимого, которое оно получает при x= —а.

Примеры:
1) Многочлен x⁵—3x²+5x—1 при делении на х—2 даёт остаток, равный
2⁵-3 ∙ 2²+5 ∙ 2—1=29.

2) Многочлен x⁵—3x²+5x—1 при делении на x+2 даёт остаток
(-2)⁵-3 (- 2)²+5 (-2)—1=-55.

Следствие:

Для того чтобы многочлен
Алгебраический способ решения уравнений это
делился на разность х—а, необходимо и достаточно, чтобы при х=а он обращался в нуль.

Это необходимо, так как если указанный многочлен делится на x—а, то остаток от деления должен быть нуль, а этот остаток, по доказанному выше, есть то значение делимого, которое оно принимает при x=а. Это и достаточно, так как если многочлен обращается в нуль при x=a, то это значит, что остаток от деления этого многочлена на х—а равен нулю.

Следствие:

Для того чтобы многочлен
Алгебраический способ решения уравнений это
делился на сумму х+а, необходимо и достаточно, чтобы при х = —а он обращался в нуль, так как сумма х+а есть разность x—(— а).

Примеры:
1) Многочлен x³-4x²+9 делится на х—3, потому что
З³ — 4∙3²+9=0.
2) Многочлен 2x²+x-45 делится на x+5, так как
2 (-5)²+(-5)—45=0.

Делимость двучлена Алгебраический способ решения уравнений этона Алгебраический способ решения уравнений это. 1) Разность одинаковых степеней двух чисел делится на разность тех же чисел, так как Алгебраический способ решения уравнений этопри делении на х—а даёт остаток Алгебраический способ решения уравнений это, т. е. 0.

2) Сумма одинаковых степеней двух чисел не делится на разность этих чисел, так как Алгебраический способ решения уравнений этопри делении на х—а даёт остаток Алгебраический способ решения уравнений это, а не 0.

3) Разность одинаковых чётных степеней двух чисел делится, а нечётных не делится на сумму этих чисел, так как при делении разности Алгебраический способ решения уравнений это, на х+а остаток равен Алгебраический способ решения уравнений это, что при m чётном равно нулю, а при tn нечётном составляет — Алгебраический способ решения уравнений это.

4) Сумма одинаковых нечётных степеней двух чисел делится, а чётных не делится на сумму этих чисел, так как. при делении суммы Алгебраический способ решения уравнений этона x+α остаток равен Алгебраический способ решения уравнений эточто при m нечётном равно 0, а при m чётном составляет Алгебраический способ решения уравнений это.

Примеры:
1) x¹+α¹ делится на x+α, но не делится на х—а.
2) x²- α² делится и на х—а, и на x+a.
3) x²+α² не делится ни на х—а, ни на x+a.
4) x³- α³ делится на х—а, но не делится на x+α.
5) x³+α³ делится на x+a, но не делится на х—а.

Частные, получаемые при делении Алгебраический способ решения уравнений этона Алгебраический способ решения уравнений это. Если произведём деление двучлена Алгебраический способ решения уравнений этона двучлен х—а, то в частном получим многочлен:
Алгебраический способ решения уравнений это
(остатки при этом делении идут в такой последовательности: 1-й остаток Алгебраический способ решения уравнений это, 2-й остаток Алгебраический способ решения уравнений это, 3-й остаток Алгебраический способ решения уравнений это,…, m-й остаток Алгебраический способ решения уравнений это).

Очевидно, что многочлен, получившийся в частном, содержит m членов; сумма показателей в каждом члене при а и х одна и та же, именно: m—1; показатели х идут, уменьшаясь на 1,от m—1 до 0, показатели же а идут, увеличиваясь на 1, от 0 до m—1; коэффициенты у всех членов равны 1; знаки все +; число членов в частном m.

Заметив это, можем прямо писать:
x³- α³=(x-a) (x²+αx+α²);
x⁴- α⁴=(x-α) (x³+αx²+α²x+ α³);
x⁵ — α⁵=(x-a) (x⁴+αx3+α²x²+α³x+α⁴) и т. п.

Чтобы получить частное от деления Алгебраический способ решения уравнений этона x + a при m чётном или при делении Алгебраический способ решения уравнений этона x+a при m нечётном, достаточно в полученном выше частном заменить а на —а. Таким образом:
x³+α³=(x+α) (x²-αx+α²);
x⁴—α⁴=(x+α) (х³-αx²+α²x-α³);
x⁵+a⁵=(x+α) (х⁴ — αx³+α²x² — a³x+a⁴) и т.п.

Видео:Как ЛЕГКО РЕШАТЬ Систему Линейный Уравнений — Метод СложенияСкачать

Как ЛЕГКО РЕШАТЬ Систему Линейный Уравнений — Метод Сложения

Общий вид алгебраического уравнения

Мы ранее видели, что уравнение, содержащее неизвестное в знаменателях, может быть приведено к целому виду. Далее мы знаем, что уравнение, содержащее неизвестное под знаком радикала, может быть приведено к рациональному виду. Вследствие этого можем сказать, что всякое уравнение, в котором неизвестное связано с данными числами посредством конечного числа шести алгебраических действий (сложения, вычитания, умножения, деления, возвышения в степень и извлечения корня), может быть приведено к такому целому и рациональному виду:
Алгебраический способ решения уравнений это
где коэффициенты А, В, С, … , K и L суть постоянные вещественные или комплексные числа, а m есть показатель степени уравнения. Некоторые коэффициенты, кроме первого, в частных случаях могут равняться нулю.

Уравнение такого вида называется алгебраическим. Алгебраические уравнения степени выше второй называются уравнениями высших степеней.

Видео:Метод алгебраического сложения. Видеоурок по алгебре 9 классСкачать

Метод алгебраического сложения. Видеоурок по алгебре 9 класс

Некоторые свойства алгебраического уравнения

Уравнения высших степеней составляют предмет высшей алгебры. Элементарная же рассматривает только некоторые частные виды этих уравнений.

Высшая алгебра устанавливает следующую важную теорему:
Всякое алгебраическое уравнение имеет вещественный или комплексный корень (теорема Гаусса 2), 1799 г.).

Допустив эту истину (доказательство которой в элементарной алгебре было бы затруднительно), нетрудно показать, что:
Алгебраическое уравнение имеет столько корней, вещественных или комплексных, сколько единиц в показателе его степени.

Действительно, согласно теореме Гаусса, уравнение
Алгебраический способ решения уравнений это(1)
имеет вещественный или комплексный корень; пусть этот корень будет а. Тогда многочлен, стоящий в левой части уравнения (1), должен делиться на х—а. Если произвести это деление, то в частном получим многочлен степени m—1, у которого первый коэффициент будет А. Обозначив другие его коэффициенты соответственно буквами B₁, C₁ ,…, K₁ и приняв во внимание, что делимое равно делителю, умноженному на частное, можем представить уравнение (1) так:
Алгебраический способ решения уравнений это(2)
Приравняв нулю многочлен, стоящий во вторых скобках, получим новое уравнение, которое по той же теореме должно иметь некоторый корень β; вследствие этого левая его часть может быть разложена на два множителя: х—β и многочлен степени m—2, у которого первый коэффициент по-прежнему будет А. Поэтому уравнение (1) можно переписать так:
Алгебраический способ решения уравнений это(3)

Продолжая эти рассуждения далее, дойдём, наконец, до того, что многочлен, заключённый в последних скобках, будет второй степени, причём первый его коэффициент останется А. Разложив этот трёхчлен на множители, приведём уравнение (1) к виду:
A(x- а) (х—β) (х— γ) . .. (х—λ)=0, (4)
где всех разностей: x-a, х- β,…, будет m. Очевидно, что уравнение (4) обращается в тождество при каждом из значений: x=α, x=β, x=γ, . x=λ и не удовлетворяется никакими иными значениями x (если A≠0); значит, уравнение (1) имеет m корней: a, β, γ ,…, λ. В частных случаях некоторые корни могут оказаться одинаковыми.

Полезно заметить ещё следующие истины, доказываемые в высшей алгебре.

Сумма корней всякого алгебраического уравнения Алгебраический способ решения уравнений это
равна Алгебраический способ решения уравнений это, а произведение корней равно Алгебраический способ решения уравнений это(примером может служить квадратное уравнение).

Если алгебраическое уравнение с вещественными коэффициентами имеет комплексные корни, то число этих корней — чётное (примером может служить биквадратное уравнение).

Если алгебраическое уравнение с вещественными коэффициентами имеет n корней вида p+qi, оно имеет ещё n корней вида p—qi (примером может служить биквадратное уравнение, комплексные корни которого всегда сопряжённые), и так как
[х—(p+qi)][x-(р— qi)]=[(x-p)- qi] (x-p)+qi] =
=(х—р)²—q²i²=(x-p)²+q²=x²-2 +(p²+q²),
то левая часть уравнения содержит в этом случае n вещественных множителей вида ax²+bx+c.

Алгебраическое уравнение нечётной степени с вещественными коэффициентами имеет, по крайней мере, один вещественный корень.

Уравнения с произвольными буквенными коэффициентами степени не выше четвёртой разрешены алгебраически, т. е. для корней этих уравнений найдены общие формулы, составленные из коэффициентов уравнения посредством алгебраических действий.

В этом смысле уравнения с произвольными коэффициентами степени выше четвёртой не могут быть разрешены алгебраически (теорема Абеля); однако, если коэффициенты уравнения какой угодно степени выражены числами, всегда есть возможность вычислить с желаемой степенью приближения все его корни как вещественные, так и мнимые. Способы такого вычисления излагаются в высшей алгебре.

Видео:Решение систем уравнений методом подстановкиСкачать

Решение систем уравнений методом подстановки

Методы решения целых алгебраических уравнений

Разложение на множители

Часть целых алгебраических уравнений Алгебраический способ решения уравнений это(или аналогичных неравенств) степени n выше 2-й могут быть решены путём разложения многочлена в левой части уравнения (неравенства) на множители с помощью таких известных приёмов, как группировка и вынесение общего множителя за скобки. Иногда для достижения цели приходится прибавлять и одновременно вычитать одно и то же выражение. Отметим, что порой разложение на множители этим способом требует определённого искусства.

Если разложение на множители удалось выполнить, то решение алгебраического уравнения сводится к решению совокупности нескольких уравнений, но более низкой степени. Неравенство после разложения на множители можно решать методом интервалов.

Пример:

Решить уравнение Алгебраический способ решения уравнений это

Решение:

Алгебраический способ решения уравнений это

Из 1-го уравнения находим корни Алгебраический способ решения уравнений это, а второе не имеет решений.

Пример:

Найти все положительные корни уравнения

Алгебраический способ решения уравнений это

Решение:

Алгебраический способ решения уравнений это

Покажем, что второе уравнение в совокупности не имеет положительных решений. Действительно, рассмотрим функцию Алгебраический способ решения уравнений этоЕё производная Алгебраический способ решения уравнений этопри всех действительных x, так как Алгебраический способ решения уравнений этоСледовательно, функция всюду монотонно возрастает, при этом y(0) = 5 . Отсюда следует, что при x > 0 её график не пересекает оси абсцисс.

Ответ: Алгебраический способ решения уравнений это

Подбор корня с последующим понижением степени уравнения

При решении алгебраических уравнений и неравенств степени выше второй можно использовать общий принцип последовательного понижения степени уравнения (неравенства).

Пусть требуется решить уравнение n -й степени

Алгебраический способ решения уравнений это

где Алгебраический способ решения уравнений этоцелый рациональный алгебраический многочлен n -й степени. Если удалось подобрать (любым способом) какой-либо корень Алгебраический способ решения уравнений этоданного уравнения, то для нахождения остальных корней уравнения следует поделить многочлен Алгебраический способ решения уравнений этона разность X — Х0 (или целенаправленной группировкой слагаемых, выделяя разность Алгебраический способ решения уравнений это, разложить этот многочлен на множители). В результате деления образуется некоторый многочлен Алгебраический способ решения уравнений это, степень которого на единицу меньше первоначальной. Таким образом, задача свелась к решению алгебраического уравнения степени n — 1 :

Алгебраический способ решения уравнений это

Пример:

Решить уравнение Алгебраический способ решения уравнений это

Решение:

Заметим, что x = 2 является корнем данного уравнения. Найдём другие корни этого уравнения:

Алгебраический способ решения уравнений это

Решая уравнение Алгебраический способ решения уравнений это, находим ещё два корняАлгебраический способ решения уравнений это

Эта ссылка возможно вам будет полезна:

Пример:

Решить уравнение Алгебраический способ решения уравнений этоАлгебраический способ решения уравнений этоАлгебраический способ решения уравнений это

Решение:

Легко заметить, проанализировав структуру уравнения, что числа x = 0 и x = -10 являются решениями данного уравнения. С другой стороны, ясно, что это квадратное уравнение, а поэтому может иметь не более двух корней. Так как два корня уравнения уже подобраны, то других корней нет.

В некоторых случаях, для того чтобы не подбирать корень «вслепую», можно воспользоваться следующим методом.

Метод поиска рациональных корней у многочленов с целыми коэффициентами

Для решения такого рода уравнений и неравенств используется метод, в основе которого лежит Теорема 9 из предыдущего пункта. Рассмотрим подробнее суть этого метода. Пусть требуется найти рациональные корни уравнения n -й степени

Алгебраический способ решения уравнений это

причём все коэффициенты Алгебраический способ решения уравнений этоалгебраического многочлена Алгебраический способ решения уравнений этоявляются целыми числами. Поиск рациона-льных корней можно свести к перебору ограниченного количества вариантов. Для этого необходимо, во-первых, найти все целочислен-ные делители свободного члена Алгебраический способ решения уравнений это(их конечное число, однако если этот коэффициент содержит слишком много делителей, то это затрудняет поиск корней в уравнении). Обозначим, например, эти делители через Алгебраический способ решения уравнений это. Во-вторых, следует найти все натуральные делители старшего коэффициента уравнения Алгебраический способ решения уравнений это. Обозначим эти делители через Алгебраический способ решения уравнений это. В-третьих, надо составить всевозможные дроби вида Алгебраический способ решения уравнений это. Наконец, перебирая по очереди все такие дроби, проверить, является ли в действительности каждая из них корнем данного уравнения. Найдя таким образом первый корень Алгебраический способ решения уравнений это, вы или сразу понижаете степень уравнения делением многочлена Алгебраический способ решения уравнений этона разность Алгебраический способ решения уравнений это, (причём в силу следствия из теоремы Безу Алгебраический способ решения уравнений этообязательно разделится нацело на этот линейный двучлен) и получаете некоторый многочлен Алгебраический способ решения уравнений этостепени на единицу меньшей, чем первоначальная. Или, перебирая все дроби, находите все рациональные корни и уже затем понижаете степень уравнения сразу на столько порядков, сколько рациональных корней удалось найти, и ищете оставшиеся иррациональные корни. В любом случае задача сводится к решению уравнения более низкой степени.

Пример:

При каких натуральных n уравнение Алгебраический способ решения уравнений этоимеет рациональные корни?

Решение:

Воспользуемся приведённым выше методом. Свободный член имеет два целочисленных делителя: ± 1, а старший коэффициент — два натуральных делителя: 1,2. Поэтому рациональные корни следует искать среди чисел Алгебраический способ решения уравнений этоПодставим их поочерёдно в уравнение.

Алгебраический способ решения уравнений это

Ответ: Алгебраический способ решения уравнений это

Метод неопределённых коэффициентов

Иногда для решения целых алгебраических уравнений (неравенств) с одной или несколькими неизвестными используют метод неопределённых коэффициентов. Пусть, например, решается уравнение

Алгебраический способ решения уравнений это

Суть метода состоит в том, что многочлен Алгебраический способ решения уравнений этов левой части уравнения представляется в виде произведения линейных Алгебраический способ решения уравнений этои(или) квадратичных Алгебраический способ решения уравнений этосомножителей с неизвестными (неопределёнными) коэффициентами Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений этоЧтобы найти эти коэффициенты, раскрывают скобки в указанном произведении и приводят образовавшийся при этом многочлен Алгебраический способ решения уравнений эток стандарт-ному виду. Так как два многочлена Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений этоодной степени тождественно равны тогда и только тогда,

когда равны коэффициенты при одинаковых степенях переменной x, то, приравнивая эти коэффициенты, получают систему уравнений относительно неизвестных коэффициентов. Эту систему решают (или подбирают любое решение). Найденные таким способом коэффи-циенты Алгебраический способ решения уравнений этостановятся определёнными и их значения подставляются в исходное разложение. К недостаткам метода можно отнести то, что получаемая система уравнений для нахождения коэффициентов может оказаться громоздкой и трудной даже в подборе решения.

Рассмотрим применение этого метода на примере решения кубического уравнения. Допустим, требуется решить уравнение

Алгебраический способ решения уравнений это

Известно, что многочлен третьей степени всегда можно представить в виде произведения многочленов первой и второй степеней. Таким образом, сразу для всех действительных значений переменной x должно выполняться равенство

Алгебраический способ решения уравнений это

где числа а,b,c являются в данном случае искомыми неопределён-ными коэффициентами. Найдём их значения. После этого останется подставить их в правую часть (1) и, приравняв её к нулю, решить уравнение Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений этодля нахождения всех корней уравнения.

Чтобы найти коэффициенты а,b,c, раскроем скобки в правой части тождества (1) и приведём образовавшийся при этом многочлен к стандартному виду

Алгебраический способ решения уравнений это

Многочлены третьей степени тождественно равны тогда и только тогда, когда равны коэффициенты при одинаковых степенях x . Приравнивая коэффициенты при Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений этои свободные члены, получаем систему трёх алгебраических уравнений относительно трёх неизвестных а,b,c :

Алгебраический способ решения уравнений это

решая которую (можно даже просто подобрать любое решение этой системы) находим коэффициенты.

Пример:

Решить уравнениеАлгебраический способ решения уравнений это

Решение:

Воспользуемся для решения методом неопределённых коэффициентов. Будем искать разложение многочлена, стоящего в левой части уравнения, в виде

Алгебраический способ решения уравнений это

Раскрыв скобки, приведём многочлен в правой части к стандартному виду

Алгебраический способ решения уравнений это

Приравнивая коэффициенты слева и справа при Алгебраический способ решения уравнений это,Алгебраический способ решения уравнений этои свободные члены, получаем в итоге систему трёх уравнений с тремя неизвестными коэффициентами а,b,c:

Алгебраический способ решения уравнений это

Найдя подбором решение Алгебраический способ решения уравнений этоподставим найденные коэффициенты в разложение (2). Таким образом, исходное уравнение приобретает вид Алгебраический способ решения уравнений этоОно имеет три корняАлгебраический способ решения уравнений это

Пример:

При каких значениях а все корни уравнения Алгебраический способ решения уравнений этоявляются корнями уравнения

Алгебраический способ решения уравнений это

Решение:

Чтобы первое из уравнений имело корни, необходимо, чтобы его дискриминант был неотрицателен, т.е.

Алгебраический способ решения уравнений это

Далее, второй многочлен в силу теоремы Безу должен делиться нацело на первый многочлен. Иными словами, должно найтись такое b , что при всех действительных x справедливо тождество

Алгебраический способ решения уравнений это

Для нахождения неопределённых коэффициентов (в данном случае в их роли выступают а и b ) воспользуемся известным фактом, что два кубических многочлена, стоящие по разные стороны от знака равенства, тождественно равны тогда и только тогда, когда равны коэффициенты при одинаковых степенях переменной x . Приравнивая эти коэффициенты, получаем систему уравнений

Алгебраический способ решения уравнений это

Метод умножения на функцию

Иногда, применяя приём умножения обеих частей уравнения (неравенства) на некоторую функцию, удаётся упростить уравнение (неравенство).

Пример:

Решить уравнениеАлгебраический способ решения уравнений это

Решение:

Заметим, что x = — 1 (и вообще никакое отрицательное число) не является корнем данного уравнения. Домножим обе части данного уравнения на выражение (х +1). Получаем уравнение-следствие

Алгебраический способ решения уравнений это

множество решений которого состоит из всех решений исходного уравнения и числа x = -1. Это число является посторонним корнем, возникшем как раз в результате умножения уравнения на функцию, имеющую действительный нуль. Применяя известную формулу сокращенного умножения, получаем существенно более простое уравнение Алгебраический способ решения уравнений этоПоскольку уравнение не имеет других решений, кроме x = -1, то приходим к ответу.

Ответ: уравнение не имеет решений.

Рассмотрим некоторые виды целых алгебраических уравнений, решаемые в основном при помощи специально подобранных подстановок.

Понятие алгебраического и трансцендентного уравнения и методов их приближенного решения

Введем понятия алгебраического и трансцендентного уравнения.

Алгебраическое уравнение — уравнение, в котором переменная Алгебраический способ решения уравнений этонаходится в основании степени с рациональным показателем.

Примерами алгебраических уравнений могут служить уравнения вида: Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений это.

Уравнение, содержащее неизвестную переменную под знаком логарифма, тригонометрических функций, обратных тригонометрических функций или в показателе степени некоторого числа, называется трансцендентным.

Примерами трансцендентных уравнений могут служить уравнения вида:

Алгебраический способ решения уравнений это

Решить предложенное уравнение — значит найти все значения переменной Алгебраический способ решения уравнений это, обращающие его в верное тождество (корни уравнения), или доказать, что корней нет.

Из курса алгебры нам известны методы и приемы решения некоторых видов алгебраических и трансцендентных уравнений: например, квадратных уравнений; уравнений, решаемых методом группировки и вынесения за скобки общего множителя. Но даже решение несложного кубического уравнения вызовет у нас определенные сложности. Если нс удастся решить заданное уравнение привычными способами, существуют методы приближенного решения уравнений, состоящие из двух этапов:

1. отделение корней;

2. уточнение корней до заданной степени точности с помощью одного из следующих методов:

Этап отделения корней необходим для того, чтобы определить, какому промежутку принадлежат корни уравнения. На этом этапе обычно используется графический способ.

Пример:

Определить промежуток, которому принадлежат корни уравнения Алгебраический способ решения уравнений это.

Алгебраический способ решения уравнений это

Решение:

Преобразуем данное уравнение к виду: Алгебраический способ решения уравнений это.

Построим графики функций Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений это(рис. 46.1).

Алгебраический способ решения уравнений это— кубическая парабола, строится по таблице значений:

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это— прямая, строится по двум точкам:

Алгебраический способ решения уравнений это

По рисунку видим, что графики функций Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений этопересекаются в единственной точке Алгебраический способ решения уравнений это, координата Алгебраический способ решения уравнений этокоторой принадлежит отрезку Алгебраический способ решения уравнений это. Следовательно, уравнение Алгебраический способ решения уравнений этоимеет ровно один корень на промежутке Алгебраический способ решения уравнений это.

Ответ: Алгебраический способ решения уравнений это.

Эта лекция взята с главной страницы на которой находится курс лекций с теорией и примерами решения по всем разделам высшей математики:

Другие лекции по высшей математике, возможно вам пригодятся:

Видео:Система уравнений. Метод алгебраического сложенияСкачать

Система уравнений. Метод алгебраического сложения

Алгебраические уравнения и их геометрическое истолкование

Уравнение с одной буквой (неизвестным)

Один из основных вопросов, которыми занимается алгебра, заключается в решении уравнений нормального вида. Так называются уравнения, у которых в левой части стоит многочлен, расположенный по степеням неизвестной буквы, а в правой части — нуль.

Степень многочлена в левой части носит название степени уравнения.

Мы встречались не раз с уравнениями, которые не имели нормального вида: таковы, например, уравнения Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений это.

Подобного рода уравнения могут быть приведены к уравнениям нормального вида. Для этого до­ статочно освободиться от дробей, затем перенести на­ лево члены, стоящие в правой части, сделать приведение подобных членов и, наконец, правильно располо­жить члены.

Таким образом, привести заданное уравнение к уравнению нормального вида удается по большей части несложными приемами.

Напротив, нахождение всех корней уравнения представляет собою более трудную задачу, в особенности в том случае, если уравнение высокой степени.

Уравнение первой степени (линейное) имеет вид Алгебраический способ решения уравнений это.

Уравнение второй степени (иначе квадратное) имеет вид Алгебраический способ решения уравнений это.

Уравнение третьей степени (иначе кубическое) имеет вид Алгебраический способ решения уравнений это.

Так можно продолжать и дальше. Ради единообразия неизвестное здесь обозначено буквой Алгебраический способ решения уравнений это; коэффициенты же Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений этои т. д. — известные числа. В уравнении нормального вида старший коэффициент, конечно, следует считать отличным от нуля.

Уравнение первой степени мы решаем (см. гл. 6) следующим образом: свободный член переносим направо Алгебраический способ решения уравнений это, затем делим уравнение на коэффициент при Алгебраический способ решения уравнений это: Алгебраический способ решения уравнений это.

В случае уравнений второй степени или высших степеней решение уравнения тесно связано с разложением левой части на линейные множители. Так, напри­мер, уравнение Алгебраический способ решения уравнений этоможно переписать в виде Алгебраический способ решения уравнений это; далее сошлемся на теорему: если про­изведение двух множителей равно нулю, то непременно один из множителей равен нулю. Поэтому или Алгебраический способ решения уравнений этоили Алгебраический способ решения уравнений это; значит, или Алгебраический способ решения уравнений этоили Алгебраический способ решения уравнений это. Обратно, если Алгебраический способ решения уравнений этоили Алгебраический способ решения уравнений это, то или первый множитель равен нулю или второй; но в обоих случаях произведение равно нулю, т. е. уравнение удовлетворяется. Итак, уравнение имеет два корня: Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений это.

В отдельных примерах нам удавалось разлагать трехчлен второй степени на линейные множители; более полно общий прием разложения (по ­средствам «выделения квадрата») будет рассмотрен в главе 12.

Что касается уравнений третьей, четвертой и высших степеней, то, не говоря об отдельных частных случаях, разложить их левую часть на множители весь­ма трудно. С другой стороны, очень просто можно составить уравнение, имеющее наперед заданные корни; при этом степень уравнения в точности будет равняться числу корней.

Например, пусть заданы три числа: Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений это; тогда уравнение, имеющее эти числа (и только их) своими корнями, таково: Алгебраический способ решения уравнений это, или Алгебраический способ решения уравнений это.

Производя умножение, получаем окончательно: Алгебраический способ решения уравнений это.

Можно доказать, что число корней уравнения никогда не превышает его степени. Но иногда оно бывает меньше степени уравнения.

Например, уравнение Алгебраический способ решения уравнений это— третьей степени, но имеет только один корень Алгебраический способ решения уравнений это. Это сразу видно, если в левой части вынести Алгебраический способ решения уравнений этоза скобку Алгебраический способ решения уравнений это(здесь второй множитель Алгебраический способ решения уравнений этони при каком значении Алгебраический способ решения уравнений этоне обращается в нуль).

Совокупность точек на числовой оси, являющихся корнями уравнения (иначе, удовлетворяющих этому уравнению), дает нам геометрическое представление этого уравнения.

Уравнение с двумя буквами (переменными)

Нам хорошо известно, что решением (корнем) уравнения с одной неизвестной буквой называется вся­кое значение входящей буквы, удовлетворяющее уравнению.

Если уравнение содержит две неизвестные буквы, понятие решения должно быть обобщено и именно следующим образом: решением уравнения с двумя неизвестными буквами называется пара значений двух неизвестных, удовлетворяющая уравнению.

Так, пара чисел Алгебраический способ решения уравнений этоесть решение уравнения Алгебраический способ решения уравнений это; то же можно сказать о паре чисел Алгебраический способ решения уравнений это; но, например, пара Алгебраический способ решения уравнений этоне есть решение.

В случае уравнения с двумя неизвестными найти и перечислить все решения, как правило, невозможно. Уже простейшие примеры, вроде Алгебраический способ решения уравнений этоили Алгебраический способ решения уравнений это, показывают, что такое уравнение может иметь бесконечное множество решений.

Поэтому, если в уравнение входят две (или более) неизвестных буквы, их называют обыкновенно не неизвестными, а переменными (переменными величинами).

Алгебраическое уравнение с двумя буквами считается нормальным, если в правой части стоит нуль, а в левой — многочлен, расположенный по обеим бук­вам.

Уравнения с двумя буквами (как и уравнения с од­ной буквой) классифицируются по степеням: степенью уравнения называется степень многочлена, стоящего в его левой части, причем обе буквы считаются главными.

Уравнения первой степени (линейные) имеют вид Алгебраический способ решения уравнений это.

Уравнения второй степени (квадратные) имеют вид Алгебраический способ решения уравнений это.

Отдать себе отчет в том, какова совокупность решений данного уравнения, нам помогает геометрическое представление уравнения: оно делает наглядной ту зависимость, которая существует между значениями букв, удовлетворяющими уравнению. Познакомимся ближе с этим геометрическим представлением.

Так как у нас имеется не одна, а две буквы, до­пустим, Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений этоиз которых каждая может принимать различные значения, то уже нельзя обойтись числовой прямой, а необходимо прибегнуть к числовой (координатной) плоскости. Проведем на листе клетчатой бумаги горизонтальную ось Алгебраический способ решения уравнений этои вертикальную ось Алгебраический способ решения уравнений этомасштабы на осях будем брать одинаковые. Каждая пара значений букв Алгебраический способ решения уравнений этоизображается, как нам известно, некоторой определенной точкой плоскости Алгебраический способ решения уравнений это, именно — точкой с абсциссой Алгебраический способ решения уравнений этои ординатой Алгебраический способ решения уравнений это. Поэтому совокупность всех пар значений Алгебраический способ решения уравнений это, удовлетворяющих уравнению, изображается также не­ которой совокупностью (геометрическим местом) точек на плоскости Алгебраический способ решения уравнений это. Эта совокупность и дает геометрическое представление решений нашего уравнения; она называется графиком уравнения. Итак, график урав­нения есть совокупность всех тех точек координатной плоскости, координаты которых удовлетворяют уравнению.

Пример:

Рассмотрим уравнение Алгебраический способ решения уравнений это.
Его графиком является совокупность точек Алгебраический способ решения уравнений это, у ко­торых абсцисса Алгебраический способ решения уравнений эторавна ординате Алгебраический способ решения уравнений этолегко понять, что все такие точки лежат на биссектрисе первого и треть­ его координатных углов: эта биссектриса и представляет собой график нашего уравнения.

Пример:

Второй пример возьмем более сложный. Пусть нам дано уравнение второй степени: Алгебраический способ решения уравнений это.

Посмотрим, как можно наметить его график.

Ничего не стоит решить уравнение относительно буквы Алгебраический способ решения уравнений это: Алгебраический способ решения уравнений это

Дальше можно составить табличку числовых значений переменной Алгебраический способ решения уравнений это, соответствующих заранее назначенным значениям переменной Алгебраический способ решения уравнений это:Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений этоЧерт. 39

Каждую полученную точку сейчас же отмечают на черте­ же. Точки располагаются с известной правильностью.

Чертеж 39 показывает, что при возрастании значений Алгебраический способ решения уравнений этоот Алгебраический способ решения уравнений этодо Алгебраический способ решения уравнений этозначения Алгебраический способ решения уравнений этотакже возрастают от Алгебраический способ решения уравнений этодо Алгебраический способ решения уравнений это; затем при дальнейшем возрастании Алгебраический способ решения уравнений этоот Алгебраический способ решения уравнений этодо Алгебраический способ решения уравнений этозначения Алгебраический способ решения уравнений этоубывают от Алгебраический способ решения уравнений этодо Алгебраический способ решения уравнений это. При Алгебраический способ решения уравнений этополучаем уже отрицательное значение: Алгебраический способ решения уравнений это, придется поставить точку ниже оси Алгебраический способ решения уравнений это.

При Алгебраический способ решения уравнений этополучаем Алгебраический способ решения уравнений это; и еще дальше значения Алгебраический способ решения уравнений этобыстро убывают (в алгебраическом смысле).

Можно букве Алгебраический способ решения уравнений этодавать и отрицательные значения; например, при Алгебраический способ решения уравнений этобудем иметь Алгебраический способ решения уравнений этои т. д.

Полезло убедиться, что точки, получающиеся при подстановке дробных значений Алгебраический способ решения уравнений это, не нарушают общей правильности в расположении точек графика (напри­мер, при Алгебраический способ решения уравнений этополучаем Алгебраический способ решения уравнений это).

Поставим себе еще и такой вопрос: имеет ли наш график какие-нибудь точки на оси Алгебраический способ решения уравнений это, кроме двух, уже найденных? Чтобы получить ответ, достаточно в уравнении положить Алгебраический способ решения уравнений этои решить полученное уравнение Алгебраический способ решения уравнений этоотносительно Алгебраический способ решения уравнений это. Мы получаем два корня: Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений это. Иных корней нет. Значит, график пересекается с осью Алгебраический способ решения уравнений этотолько в двух, уже ранее найденных точках.

Хотя мы отметили на чертеже не свыше десятка точек, положение которых нам известно вполне точно, тем не менее правильность их расположения не оставляет сомнений в том, что все остальные, не отмеченные нами, точки графика лежат на некоторой плавной кривой, проходящей через отмеченные точки.

Эта кривая и есть график нашего уравнения. Провести ее от руки не представит труда.

Правда, полученная таким образом кривая даст возможность лишь приближенно судить о положении тех точек графика, координаты которых не были вычислены.

Использованный нами прием получения графика но­сит название построения графика по точкам.

Постараемся дать описание этого приема, не связывая его с каким-либо определенным примером. Пусть дано некоторое уравнение, содержащее буквы Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений это, мы хотим знать, каков его график.

Посмотрим, существуют ли такие точки графика, ко­торые имеют заранее назначенную абсциссу, скажем, Алгебраический способ решения уравнений это. Чтобы ответить на этот вопрос, достаточно под­ставить в уравнение вместо буквы Алгебраический способ решения уравнений эточисло Алгебраический способ решения уравнений этои решить полученное уравнение (содержащее теперь уже только одну букву) относительно буквы Алгебраический способ решения уравнений это. Корни этого уравнения дают нам ординаты всех точек графика, имеющих абсциссу Алгебраический способ решения уравнений это, т. е. лежащих на одной и той же вертикальной прямой, отстоящей вправо от оси Алгебраический способ решения уравнений этона расстоянии Алгебраический способ решения уравнений это. Продолжая поступать таким же образом, т. е. давая абсциссе Алгебраический способ решения уравнений этодругие, заранее назначенные, значения, например, Алгебраический способ решения уравнений этоможно найти все точки графика, расположенные на других вертикальных пря­мых. Обыкновенно поступают именно таким образом; при этом стараются облегчить себе работу тем, что предварительно решают данное уравнение относительно буквы Алгебраический способ решения уравнений это, т. е. приводят его к такому виду, чтобы в левой части была одна буква Алгебраический способ решения уравнений это, а правая за­висела только от Алгебраический способ решения уравнений это, но не от Алгебраический способ решения уравнений это, Тогда нахождение то­чек графика сводится к выполнению числовых подста­новок в правой части уравнения.

Разумеется, можно было бы также решить данное уравнение относительно буквы Алгебраический способ решения уравнений этои затем придавать ряд значений букве Алгебраический способ решения уравнений это.

Примечание:

Иные уравнения — таковы, что не существует ни одной точки, координаты которой удовлетворяли бы уравнению.
Тогда график отсутствует или представляет собою «пустое место».
Этим свойством обладает, например, уравнение Алгебраический способ решения уравнений этокоторого левая часть всегда положительна.

В редких случаях график может оказаться состоящим из одной точки или нескольких точек (в конечном числе). Так, уравнение Алгебраический способ решения уравнений этоудовлетворяется только одной парой значений Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений это.

Действительно, каждый из квадратов Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений этоможет быть или положительным числом, или нулем, но никак не отрицательным числом, сумма же Алгебраический способ решения уравнений эторавна нулю только в том случае, если Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений этоодновременно равны нулю. Следовательно, весь график сводится к одной точке — началу Алгебраический способ решения уравнений это.

Линейное уравнение с двумя переменными

На чертеже 40 изображен график уравнения Алгебраический способ решения уравнений это(1)

Это — прямая линия, проходящая через начало координат и расположенная в первой и третьей четвертях.

Уравнение показывает, что величина у прямо пропорциональна величине Алгебраический способ решения уравнений это. Желая найти все точки графика с целыми координатами, мы даем букве Алгебраический способ решения уравнений этозначения, кратные Алгебраический способ решения уравнений это, и получаем точки: Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений этои т. д.

Алгебраический способ решения уравнений этоЧерт. 40

Эти точки отмечены на чертеже. Чтобы перейти от од­ной такой точки к следующей (считая вправо), достаточно отсчитать « Алгебраический способ решения уравнений этоклеточек вправо и Алгебраический способ решения уравнений это— вверх».

Коэффициент пропорциональности Алгебраический способ решения уравнений этопозволяет
таким образом, определить направление нашей прямой.

Если бы вместо уравнения (I) было задано, напри­мер, уравнение
Алгебраический способ решения уравнений это, (2) то мы получили бы точки графика (с целыми координатами): Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений этои т. д.; отмечая их одну за другой, мы отсчитывали бы « Алгебраический способ решения уравнений этоклетки вправо, Алгебраический способ решения уравнений это— вверх», Рассмотрим еще уравнение Алгебраический способ решения уравнений это(3).

При значениях Алгебраический способ решения уравнений это, кратных Алгебраический способ решения уравнений это, получаем точки: Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений этои т. д.

Отсчитывать нужно « Алгебраический способ решения уравнений этоклеток вправо и Алгебраический способ решения уравнений это— вниз». Прямая, являющаяся графиком этого уравнения, расположена во второй и в четвертой четвертях. Из наших примеров можно сделать следующие об­щие заключения. Графиком уравнения вида Алгебраический способ решения уравнений это(4) является прямая линия, проходящая через начало Алгебраический способ решения уравнений это. Придавая уравнению вид Алгебраический способ решения уравнений это, мы убеждаемся, что коэффициент пропорциональности Алгебраический способ решения уравнений этопредставляет собою отношение ординаты любой точки графика к ее абсциссе. Если Алгебраический способ решения уравнений это, то прямая проходит в первой и третьей четвертях; если Алгебраический способ решения уравнений это, то во второй и четвертой. При Алгебраический способ решения уравнений этоуравнение принимает вид Алгебраический способ решения уравнений это, и графиком тогда является ось Алгебраический способ решения уравнений это.

Чем меньше Алгебраический способ решения уравнений этопо абсолютному значению, тем более полого расположена прямая (т. е. тем меньше острый угол, образованный ею с горизонтальной осью); напротив, чем больше Алгебраический способ решения уравнений этопо абсолютному значению, тем более круто расположена прямая (тем упомянутый острый угол ближе к прямому).

Коэффициент Алгебраический способ решения уравнений этов уравнении (4) называется наклоном прямой, являющейся графиком этого уравнения.

Обратим внимание на то, чем график уравнения Алгебраический способ решения уравнений этоотличается от графика уравнения Алгебраический способ решения уравнений это. При каждом данном значении абсциссы Алгебраический способ решения уравнений этосоответствующая ордината увеличена на Алгебраический способ решения уравнений этоединиц (Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений этоили Алгебраический способ решения уравнений это); значит, получается снова прямая линия, но «сдвинутая» на Алгебраический способ решения уравнений этоединиц в направлении оси Алгебраический способ решения уравнений это: она уже не проходит через начало Алгебраический способ решения уравнений это, а пересекает ось Алгебраический способ решения уравнений этов точке Алгебраический способ решения уравнений это.

Таким образом, направление прямой Алгебраический способ решения уравнений этото же, что и направление прямой Алгебраический способ решения уравнений это: оно зависит от коэффициента Алгебраический способ решения уравнений этопри Алгебраический способ решения уравнений этов уравнении прямой, решенном относительно Алгебраический способ решения уравнений это(называемого и в этом случае наклоном прямой).

Другими словами, прямые Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений этопараллельны.

На черт. 41 изображен график уравнения Алгебраический способ решения уравнений это. Это — прямая, параллельная прямой Алгебраический способ решения уравнений это, но образующая на оси Алгебраический способ решения уравнений этоотрезок, равный Алгебраический способ решения уравнений это.

Алгебраический способ решения уравнений этоЧерт. 41

Пусть буква Алгебраический способ решения уравнений этообозначает какое угодно число. Постараемся уяснить себе, каков график уравнения Алгебраический способ решения уравнений это.

Нам нужно установить, какова совокупность точек на плоскости Алгебраический способ решения уравнений это, координаты которых удовлетворяют уравнению. Уравнение не удовлетворяется, если значение абсциссы Алгебраический способ решения уравнений этоне равно Алгебраический способ решения уравнений это; если же оно равно Алгебраический способ решения уравнений это, то, како­ во бы ни было значение ординаты Алгебраический способ решения уравнений это, уравнение удовлетворяется. Это значит, что уравнению удовлетворяют координаты любой точки на прямой, параллельной оси Алгебраический способ решения уравнений этои отстоящей от этой оси вправо на расстоя­нии Алгебраический способ решения уравнений это.

Итак, уравнение вида Алгебраический способ решения уравнений этоимеет графиком прямую, параллельную оси Алгебраический способ решения уравнений это. Точно так же уравнение вида Алгебраический способ решения уравнений этоимеет графиком прямую, параллельную оси Алгебраический способ решения уравнений это.

Из предыдущего следует весьма важное заключение: всякое уравнение, линейное относительно буквы Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений этоименно, уравнение вида Алгебраический способ решения уравнений это(где Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений это— постоянные числа, причем Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений этоне равны нулю одновременно), имеет своим графиком прямую линию .

Действительно, если буква Алгебраический способ решения уравнений этона самом деле входит в уравнение (это значит, что Алгебраический способ решения уравнений этоне равно нулю), то не представляет труда решить уравнение относительно Алгебраический способ решения уравнений это. Мы получим: Алгебраический способ решения уравнений этои далее, деля все уравнение на Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений этополагая затем
Алгебраический способ решения уравнений этоприходим к уравнению вида
Алгебраический способ решения уравнений это, которое, как нам уже известно, изображается прямой линией.

Если же буква Алгебраический способ решения уравнений этоотсутствует в уравнении (т. е., если Алгебраический способ решения уравнений это), то тогда уравнение Алгебраический способ решения уравнений этоможно решить относительно буквы Алгебраический способ решения уравнений это(раз Алгебраический способ решения уравнений это, то, по предположе­нию, Алгебраический способ решения уравнений это), и мы получим: Алгебраический способ решения уравнений этоили Алгебраический способ решения уравнений это(где для краткости положено Алгебраический способ решения уравнений это). Графиком такого уравнения является совокупность точек, имеющих абсциссу Алгебраический способ решения уравнений это; это также прямая, но уже параллельная оси Алгебраический способ решения уравнений это.

Рассматривать случай, когда Алгебраический способ решения уравнений этоне представляет интереса. В этом случае, если Алгебраический способ решения уравнений это, заданное уравнение Алгебраический способ решения уравнений этоне удовлетворяется ни при каких значениях Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений этои, значит, гра­фик этого уравнения представляет собою «пустое место»; если же Алгебраический способ решения уравнений это, то напротив, уравнение Алгебраический способ решения уравнений этоудовлетворяется при всех значениях Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений этотогда его «график» — вся плоскость.

Раз известно, что линейное уравнение Алгебраический способ решения уравнений этоизображается прямой линией, то для того, чтобы начертить эту линию на координатной плоскости (на листе клетчатой бумаги), нет необходимости в боль­ших вычислениях.

В самом деле, прямая определяется двумя точками: значит, достаточно сделать две числовые подстановки.

Проще всего установить точки пересечения прямой с осями Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений это. Пусть, например, дано уравнение Алгебраический способ решения уравнений это. Полагая Алгебраический способ решения уравнений это, получим уравнение от­носительно Алгебраический способ решения уравнений это: Алгебраический способ решения уравнений это, из которого следует, что Алгебраический способ решения уравнений это. Таким образом, найде­на точка графика Алгебраический способ решения уравнений это, лежащая на оси Алгебраический способ решения уравнений это. Пола­гая Алгебраический способ решения уравнений это, получим таким же образом: Алгебраический способ решения уравнений это, откуда следует, что Алгебраический способ решения уравнений это. Итак, найдена точка графика Алгебраический способ решения уравнений это, лежащая на оси Алгебраический способ решения уравнений это. Затем остается провести прямую через точки Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений это.

Указанный прием неудобен только в том случае, если точки Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений этонаходятся очень близко одна от другой, т. е. близки к началу Алгебраический способ решения уравнений это; он непригоден вовсе, если график проходит через начала Алгебраический способ решения уравнений это. В этих случаях следует делать какие-нибудь другие под­становки.

Например, чтобы построить график прямой Алгебраический способ решения уравнений это, заметим прежде всего, что она проходит через начало Алгебраический способ решения уравнений это; чтобы получить еще одну точку, положим Алгебраический способ решения уравнений этои получим Алгебраический способ решения уравнений это; итак, прямая проходит через точку Алгебраический способ решения уравнений это.

Нелинейные уравнения с двумя переменными

Мы видели, что если заданное уравнение — линейное (т. е. первой степени) относительно букв Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений это, то его график — прямая линия.

Дальнейшие примеры покажут, что если заданное уравнение — не линейное (т. е. степени второй или выше) относительно букв Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений это, то его графиком являются кривые линии.

Степень уравнения относительно букв Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений этоназы­вается порядком соответствующей кривой.

Мы рассмотрим здесь только несколько наиболее простых и важных примеров кривых, преимущественно второго порядка.

Пример:

Алгебраический способ решения уравнений это

С этим уравнением мы уже встречались. Оно говорит о том, что пе­ременные величины Алгебраический способ решения уравнений этои Алгебраический способ решения уравнений этообратно пропорциональны.

Можно ли решить уравнение относительно Алгебраический способ решения уравнений это? От­вет — утвердительный, если только Алгебраический способ решения уравнений этоимеет значение, не равное нулю. Но легко понять, что при Алгебраический способ решения уравнений этоника­кое значение Алгебраический способ решения уравнений этоне может удовлетворить уравнению: это значит геометрически, что на оси Алгебраический способ решения уравнений этонет ни одной точки графика.

Итак, пусть теперь Алгебраический способ решения уравнений это. Решим уравнение отно­сительно у: Алгебраический способ решения уравнений это.

Это равенство свидетельствует, что Алгебраический способ решения уравнений этоесть «величи­на, обратная величине Алгебраический способ решения уравнений это». Посмотрим, как изменится величина, обратная Алгебраический способ решения уравнений это, при изменении самого Алгебраический способ решения уравнений это.

Ограничиваясь пока положительными значениями величины Алгебраический способ решения уравнений это, станем составлять табличку и одновременно отмечать точки на чертеже. Ясно, что с увеличением Алгебраический способ решения уравнений этовеличина Алгебраический способ решения уравнений этоубывает, приближаясь к нулю. Но значения Алгебраический способ решения уравнений этоона не принимает.

Алгебраический способ решения уравнений это

Попробуем взять и дробные значения Алгебраический способ решения уравнений это:

Алгебраический способ решения уравнений это

Получающиеся на чертеже точки имеют правильное расположение: через них можно с уверенностью про­ вести плавную кривую. Менее ясно пока, как вести кривую влево, в промежутке от Алгебраический способ решения уравнений этодо Алгебраический способ решения уравнений это. Продолжим табличку:

Алгебраический способ решения уравнений это

и станем отмечать новые точки. Теперь становится яс­но, что с убыванием положительных значений Алгебраический способ решения уравнений этовели­чина Алгебраический способ решения уравнений этовозрастает и притом не ограничено. Имен­но, Алгебраический способ решения уравнений этопримет какое угодно большое значение, если только значение Алгебраический способ решения уравнений этобудет достаточно малым. Кривая (при движении справа налево) поднимается вверх, примыкая к оси Алгебраический способ решения уравнений это, хотя, как мы видели, с этой осью общих точек не имеет (см. черт. 42).

Алгебраический способ решения уравнений этоЧерт. 42

Вся полученная кривая расположена в первой четверти. Если бы мы пожелали давать букве Алгебраический способ решения уравнений этоотрица­тельные значения, то, составляя соответствующую таблицу и при этом производя деление по известным правилам, получили бы в третьей чет­верти другую «ветвь» кривой.

Обе «ветви». рассматриваемые совместно, обра­зуют кривую, называемую «гиперболой».

Гипербола — кривая второго порядка.

Пример:

Алгебраический способ решения уравнений это

Подставляя положительные значения Алгебраический способ решения уравнений это, получаем таблицу:

Алгебраический способ решения уравнений это

Отметив соответствующие точки на чертеже, мы видим, что при увеличении абсциссы Алгебраический способ решения уравнений этоордината Алгебраический способ решения уравнений этоочень быстро возрастает, причем сам график (если попробо­вать его провести) все больше выпрямляется. Напротив, ближе к началу Алгебраический способ решения уравнений этоон довольно сильно искривлен. Под­ставляя еще значения Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений это, Алгебраический способ решения уравнений это, мы получим:

Алгебраический способ решения уравнений это

В первой клеточке Алгебраический способ решения уравнений этосделаем подстановки даже через одну десятую:

Алгебраический способ решения уравнений это

Последняя табличка позволяет заключить, что. под­ ходя к началу Алгебраический способ решения уравнений это. график тесно примыкает к оси Алгебраический способ решения уравнений это, касается ее.

Обращаясь к отрицательным значениям Алгебраический способ решения уравнений это, мы видим, что при возведении в квадрат отрицательного числа знак минус будет уничтожаться. Отсюда ясно, что кри­вая продолжается из первой четверти во вторую симметрично относительно вертикальной оси.

Алгебраический способ решения уравнений этоЧерт. 43

Полученная кривая носит название параболы(см. черт. 43).

Парабола — кривая также второго порядка.

Пример:

Алгебраический способ решения уравнений это

При подстановке больших значений Алгебраический способ решения уравнений это, как показы­вает следующая таблица, кубы возрастают гораздо быстрее, чем квадраты:

Алгебраический способ решения уравнений это

Напротив, при подстановке значений, близких к нулю, кубы убывают быстрее, чем квадраты:

Алгебраический способ решения уравнений это

Поэтому кривая Алгебраический способ решения уравнений этос возрастанием Алгебраический способ решения уравнений этоподни­мается вверх гораздо круче, чем парабола Алгебраический способ решения уравнений это; и при убывании Алгебраический способ решения уравнений этодо нуля гораздо теснее примыкает к оси Алгебраический способ решения уравнений это.

На параболу Алгебраический способ решения уравнений этоэта кривая не похожа еще и в том отношении, что у нее отсутствует вертикальная ось симметрии; но имеется центр симметрии в начале Алгебраический способ решения уравнений это. Это зависит от того, что при возведении в куб отрицательного числа его абсолютное значение возво­дится в куб, но знак остается отрицательный.

Общий вид кривой Алгебраический способ решения уравнений это(кубической параболы) показан на черт. 44.

Алгебраический способ решения уравнений этоЧерт. 44

Это — кривая третьего порядка.

Видео:Решение систем уравнений методом сложенияСкачать

Решение систем уравнений методом сложения

Алгебраические уравнения и алгоритм их решения

Общая теория уравнений

Тождества:

Введем понятие тождественного равенства функ­ций на числовом множестве X.

Пусть функции у = f(х) и у = F(х) имеют области определения А и В соответственно, и X является подмножеством как A, так и В (но не обязательно совпадает с пересечением А и В). Тогда функции у = f(х) и у = F(х) определены на X.

Функции у=f(х) и у=F(х) называются тождественно равны­ми на числовом множестве X, если для любого числа х из X выпол­няется равенство f(х)=F(х). В этом случае говорят, что равенст­во f(х)=F(х) является тождеством на множестве X.

Разумеется, равенство f(х)=F(х) может быть тождеством на некотором множестве X, но не быть тождеством на каком-нибудь другом множестве Y . Рассмотрим, например, функции у=х и у =|x|. На множестве X положительных чисел эти функции тождественно равны: если х — положительное число, то |х|=х. На множестве же Y всех действительных чисел эти функции не явля­ются тождественно равными: при отрицательных значениях х ра­венство

Алгебраический способ решения уравнений это

не имеет места, так как при этих значениях |x|= — х.

Совершенно так же определяется понятие тождественного равенства для функций нескольких переменных. Например, функции Алгебраический способ решения уравнений этопеременных х и у тождественно рав­ны на множестве всех значений этих переменных: для любых значе­ний х и у выполняется равенство

Алгебраический способ решения уравнений это

Функции же z=х+у и z =|х+у | тождественно равны лишь на множестве пар чисел х, у , для которых Алгебраический способ решения уравнений этоили, что то же самое, Алгебраический способ решения уравнений это

Область допустимых значений

Тождественные преобразова­ния многочленов и алгебраических дробей изучались в начальной алгебре, и мы не будем подробно останавливаться на этом вопросе. Разберем лишь вопрос об области допустимых значений функцио­нального равенства. Пусть дано равенство вида

Алгебраический способ решения уравнений это

Может случиться, что функции у=f(x) и у=F(x) определены не для всех значений х . Областью допустимых значений аргумента х для равенства (1) мы будем называть множество всех значений х, при которых определены и левая и правая части этого равенства.

Например, для тождества

Алгебраический способ решения уравнений это

областью допустимых значений является совокупность всех действительных чисел, из которой исключены числа 2 и 4 (при х=2 не определена функция Алгебраический способ решения уравнений это, а при х=4 — функция Алгебраический способ решения уравнений это).

Следует иметь в виду, что такие преобразования, как приведение подобных членов, могут привести к изменению области допус­тимых значений. Например, тождество (2) справедливо для всех значений х , кроме х=2 и х=4. Если же мы приведем подобные члены, то получим тождество

Алгебраический способ решения уравнений это

справедливое для всех без исключения значений х.

Уравнения

Обычно когда даны две функции у=f(х) и у=F(х), то неизвестно, каково множество, на котором эти функ­ции тождественно равны. Поэтому возникает следующая задача: найти все значения х, для которых выпол­няется равенство

Алгебраический способ решения уравнений это

При такой постановке задачи (*) называют уравнением с неизвестным х , а все х , при которых функции у=f(х) и у=F(х) принимают одинаковые значения, — корнями или решениями этого уравнения.

Итак, уравнение f(x) =F(х) выражает задачу об отыскании таких значений переменного х, при которых функции f(x) и F(x) имеют оди­наковые значения. Решить уравнение — это значит найти все такие значения х, т. е. все корни (решения) уравнения.

Областью допустимых значений для уравнения (1) называют множество всех х у при которых определены обе функции у=f(х) и у=F(х). Например, для уравнения

Алгебраический способ решения уравнений это

область допустимых значений определяется условиями:

Алгебраический способ решения уравнений это

Область допустимых значений может заранее ограничиваться некоторыми условиями. Например, могут иметь смысл лишь поло­жительные или лишь целые корни. В этом случае надо рассмат­ривать уравнение лишь для положительных (или целых) значе­ний х.

Тогда мы считаем, что функции f(x) и F(х) заданы на некотором множестве X, и рассматриваем уравнение лишь на этом множестве.

Пусть даны два уравнения

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

Обозначим множество корней уравнения (1) через M, а множество корней уравнения (2) через N. Если Алгебраический способ решения уравнений это(то есть, если всякий ко­рень уравнения (1) является корнем уравнения (2)), то уравнение (2) называют следствием уравнения (1). Например, уравнение Алгебраический способ решения уравнений этоявляется следствием уравнения 2х—6= 0. В самом деле, корнем уравнения 2х — 6=0 является х=3, а при этом значении многочлен Алгебраический способ решения уравнений этообращается в нуль.

Если множества М и N корней уравнений (1) и (2) совпадают, то эти уравнения называются равносильными. Иными словами, уравнения

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

равносильны, если всякий корень уравнения (2) является корнем уравнения (3) и, обратно, всякий корень уравнения (3) является корнем уравнения (2).

В частности, уравнения равносильны, если множества М и N — пусты, то есть если каждое из уравнений не имеет решений.

Если уравнения (2) и (3) равносильны, то каждое из них явля­ется следствием другого.

Следует отметить, что понятие равносильности уравнений существенно зависит от того, какие значения корней считаются до­пустимыми. Рассмотрим, например, уравнения:

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

Корнями первого уравнения является число х=3, а второго — числа Алгебраический способ решения уравнений этоТак как эти множества различны, то уравнения (4) и (5) не являются равносильными. Но если рассматривать лишь рациональные значения корней уравнения, то уравнения (4) и (5) оказываются равносильными — ибо они имеют по единственному рациональному корню х = 3. Как правило, мы будем в дальнейшем рассматривать равносильность относительно множества всех действительных чисел. Иными словами, уравнения будут считаться равносильными, если они имеют одни и те же действительные корни.

Совокупности уравнений

Пусть задано несколько уравнений

Алгебраический способ решения уравнений это

и требуется найти все значения х, которые удовлетворяют хотя бы одному из этих уравнений. Тогда говорят, что задана совокупность уравнений, а такие значения х называют решениями или корнями этой совокупности. Следует различать совокупность уравнений и систему уравнений — для системы уравнений требуется искать значения неизвестных, которые удовлетворяют всем урав­нениям, а для совокупности — хотя бы одному из уравнений.

Чтобы отличать совокупность уравнений от системы уравнений, мы будем обозначать совокупность квадратными скобками, а систему — фигурными скобками.

Алгебраический способ решения уравнений это

имеет одно решение Алгебраический способ решения уравнений это, а совокупность тех же уравнений

Алгебраический способ решения уравнений это

имеет три решения Алгебраический способ решения уравнений это

Обозначим множество решений уравнения Алгебраический способ решения уравнений эточерез Алгебраический способ решения уравнений этоа мно­жество решений совокупности уравнений (1) через N. Тогда Алгебраический способ решения уравнений этоНапример, множество решений совокупности

Алгебраический способ решения уравнений это

состоит из чисел 2, 3 (решений уравнения Алгебраический способ решения уравнений это1, —1 (решений уравнения Алгебраический способ решения уравнений это) и —7 (решения уравнения Алгебраический способ решения уравнений этоЧисло х=3 является решением, хотя при этом значении не определена функция Алгебраический способ решения уравнений это

Две совокупности уравнений

Алгебраический способ решения уравнений это

называются равносильными, если они имеют одно и то же множество корней.

Например, совокупности уравнений

Алгебраический способ решения уравнений это

равносильны — их корнями являются числа 2, —2 и —3.

Преобразования уравнений

При решении уравнений мы переходим от одного уравнения к другому, пока не придем к уравне­нию вида х = а или совокупности уравнений такого вида. Возьмем, например, уравнение

Алгебраический способ решения уравнений это

Прибавляя к обеим частям этого уравнения (—Зх+3) и приводя подобные члены, получаем уравнение

Алгебраический способ решения уравнений это

А теперь умножим обе части уравнения (2) на и получим, что

Алгебраический способ решения уравнений это

В процессе решения этого уравнения мы прибавляли к обеим частям уравнения некоторое алгебраическое выражение (а именно, —Зх+3), умножали обе части уравнения на одно и то же число (а именно, наАлгебраический способ решения уравнений это). Кроме того, мы выполняли тождественные преоб­разования. Заметим, что уравнения (1), (2) и (3) имели одно и толь­ко одно решение х = 2. Таким образом, все проведенные преобра­зования приводили к уравнениям, равносильным первоначальному уравнению (1), имевшим с ним одно и то же решение.

Однако не всегда одинаковые преобразования обеих частей уравнения приводят к уравнению, равносильному первоначальному. Рассмотрим уравнение:

Алгебраический способ решения уравнений это

Его решением является х = 3. Если же мы умножим обе части уравнения на х — 2, то получим уравнение:

Алгебраический способ решения уравнений это

Это уравнение, кроме решения х=3, имеет еще решение х= 2— оно имеет лишний корень по сравнению с (4).

С другой стороны, если мы возьмем уравнение (5), имеющее решения х=2, х=3, и «сократим» его на х — 2 (то есть разделим обе части уравнения на х — 2), то получим уравнение 2х+1= =х+4 с единственным решением х=3. Значит, здесь мы в про­цессе решения потеряли корень х=2.

Не является «безобидным» и прибавление к обеим частям уравнения одного и того же алгебраического выражения. Например, уравнение

Алгебраический способ решения уравнений это

имеет решение х =2. Но если прибавить к обеим частям этого уравнения выражение Алгебраический способ решения уравнений это, то получим уравнение

Алгебраический способ решения уравнений это

для которого х =2 не является решением — обе части этого уравнения не имеют смысла при х=2. Таким образом, произошла по­теря решения.

Эти примеры наглядно показывают, что при преобразовании уравнений необходима осторожносгь — неправильно преобразуя уравнение, мы можем как приобрести лишние решения, так и поте­рять решения данного уравнения. При этом надо иметь в виду, что приобретение лишних решений не столь опасно, как потеря сущест­вующих. Ведь после того, как уравнение решено, можно подставить все найденные решения в заданное уравнение и отобрать те из реше­ний, которые ему удовлетворяют. А потерянные решения восстано­вить уже нельзя.

Из изложенного видно, что, прежде чем решать конкретные ви­ды уравнений, надо познакомиться с общей теорией уравнений, выяснить, какие преобразования приводят к равносильным уравне­ниям, какие дают посторонние решения, а при каких решения мо­гут быть потеряны. Только после этого мы сможем решать урав­нения «с открытыми глазами».

Теоремы о равносильности уравнений

Сформулируем сна­чала условия, при которых одно уравнение является следствием другого уравнения. Потом из этих условий будут получены условия равносильности уравнений.

Теорема:

Если к обеим частям уравнения

Алгебраический способ решения уравнений это

прибавить функцию Алгебраический способ решения уравнений этоимеющую смысл при всех допустимых значениях неизвестного х, то получится новое уравнение

Алгебраический способ решения уравнений это

являющееся следствием данного.

Доказательство:

В самом деле, пусть а—корень уравнения (1). Тогда f(а)=F(а). Но Алгебраический способ решения уравнений этоявляется некоторым числом, так как по условию функция Алгебраический способ решения уравнений этоопределена для всех допустимых значений х и, в частности, при х=а. Прибавим к обеим частям числового равенства f(a)=F(а) число Алгебраический способ решения уравнений это. Получим равенство

Алгебраический способ решения уравнений это

которое показывает, что число а является корнем уравнения (2). Таким обра­зом, всякий корень уравнения (1) является корнем уравнения (2), то есть уравнение (2) является следствием уравнения (1).

Условие, что функция Алгебраический способ решения уравнений этоопределена при всех допустимых значениях х, существенно. Если Алгебраический способ решения уравнений этоне определено при х=а, где а — решение уравния (1), то уравнение (2) не является следствием уравнения (1) и уравнения (1) и (2) неравносильны: х = а является решением для (1), но не является ре­шением для уравнения (2). Примером могут служить уравнения (6) и (7) из п. 5.

Прибавление к обеим частям уравнения одного и того же выражения не может привести к приобретению посторонних корней, если это прибавление не сопровождается приведением подобных членов или иными преобразованиями, меняющими область определения уравнения (например, сокращением дробей). Рассмотрим, например, уравнение

Алгебраический способ решения уравнений это

Если прибавить к обеим частям — Алгебраический способ решения уравнений этои привести подобные члены, то получим уравнение Зх +1= 9 — х, имеющее решение х = 2. Это решение не принадлежит области определения исходного уравнения и потому не удовлетворяет ему.

Перейдем к вопросу об умножении обеих частей уравнения на одно и то же выражение.

Теорема:

Если обе части уравнения

Алгебраический способ решения уравнений это

умножить на функцию Алгебраический способ решения уравнений это, имеющую смысл при всех допустимых значениях х, то получится новое уравнение

Алгебраический способ решения уравнений это

являющееся следствием уравнения (3).

Доказательство.

Пусть а — корень уравнения (3). Тогда справедливо равенство f(а)=F(а). Умножим обе части этого равенства на число Алгебраический способ решения уравнений это. Мы получим числовое равенство Алгебраический способ решения уравнений этоОно показывает, что а является корнем и уравнения (4). Таким образом, всякий корень уравнения (3) является корнем уравнения (4), то есть (4) — следст­вие (3).

Из доказанных теорем следует, например, что уравнение

Алгебраический способ решения уравнений это

является следствием уравнения

Алгебраический способ решения уравнений это

Действительно, уравнение (5) получается из уравнения (6) прибавлением к обеим частям функции Зх+2 и умножением полученного уравнения на х + 2.

Многочлены определены при всех значениях х. Поэтому прибавление к обеим частям уравнения многочлена, равно как и умножение обеих частей

уравнения на многочлен, приводит к уравнению, являющемуся следствием исходного.

Оговорка о том, что Алгебраический способ решения уравнений этодолжно иметь смысл при всех допустимых зна­чениях х, существенна для справедливости теоремы 2. Рассмотрим, напри­мер, уравнение

Алгебраический способ решения уравнений это

и умножим обе части этого уравнения на Алгебраический способ решения уравнений этоМы получим уравнение Алгебраический способ решения уравнений этоОно уже не является следствием исходного: уравнение (7) имеет корни 2 и 3, а уравнение Алгебраический способ решения уравнений это— лишь корень 3. При­чиной потери корня явилось то, что функция Алгебраический способ решения уравнений этоне определена при х = 2, а это значение как раз является корнем заданного уравнения.

Докажем теперь теоремы о равносильности уравнений. Чтобы доказать равносильность двух уравнений, надо показать, что пер­ вое из них является следствием второго, а второе — следствием первого.

Теорема:

Если функция Алгебраический способ решения уравнений этоопределена при всех допустимых значениях неизвестного х, то уравнения

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

Доказательство:

Мы уже видели, что при условии теоремы уравнение (9) является следствием уравнения (8). Но уравнение (8) в свою очередь получается из уравнения (9) прибавлением к обеим частям функции — Алгебраический способ решения уравнений этои приведением подобных членов.

Так как функция Алгебраический способ решения уравнений этоопределена при всех допустимых значениях х, то уравнение (8) является следствием уравнения (9). Тем самым доказано, что уравнения (8) и (9) равносильны.

Из доказанной теоремы вытекает правило перенесения слагае­мых из одной части уравнения в другую: если некоторое слагаемое данного уравнения перенести из одной части в другую, изменив знак этого слагаемого на противоположный, то получится уравнение, равносильное данному.

В самом деле, в силу теоремы 3 уравнения

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

равносильны: уравнение (11) получается путем прибавления функции — Алгебраический способ решения уравнений эток обеим частям уравнения (10) и приведения подобных членов.

Кратко правило перенесения слагаемых формулируют так: всякое слагаемое можно перенести из одной части уравнения в другую, изменив при этом его знак на противоположный.

Из доказанной теоремы вытекает, что всякое уравнение f(х) =F(х) можно заменить равносильным ему уравнением вида Ф(х) = 0. Для этого достаточно перенести F(х) в левую часть уравнения, заменив знак на противоположный, и положить f(х)— F(х) =Ф (х).

Теорема:

Если функция Алгебраический способ решения уравнений этоопределена для всех допустимых значений х и ни при одном допустимом значении х не обращается в нуль, то уравнения

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

Доказательство:

Мы уже видели (теорема 2), что уравнение (13) является следствием уравнения (12). Докажем, что уравнение (12) в свою очередь является следствием уравнения (13). Уравнение (12) получается из уравнения (13) умножением обеих частей на функцию Алгебраический способ решения уравнений этоТак как по условию функция Алгебраический способ решения уравнений этоопределена для всех допустимых значений х и не обращается при этих значениях в нуль, то функция Алгебраический способ решения уравнений этотакже опре­делена при всех допустимых значениях х. Поэтому уравнение (12) является следствием уравнения (13), а значит, эти уравнения равносильны.

Из доказанной теоремы вытекает, например, что уравнения

Алгебраический способ решения уравнений это

равносильны в области действительных чисел. В самом деле, урав­нение (15) получается из уравнения (14) умножением на функцию Алгебраический способ решения уравнений это, а эта функция всюду определена и не обращается в нуль при действительных значениях х.

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

не являются равносильными — второе получается из первого умножением на функцию Алгебраический способ решения уравнений это, а эта функция обращается в нуль при х = ± 1. Поэтому второе уравнение, кроме корня Алгебраический способ решения уравнений этоудовлетворяющего и первому уравнению, имеет еще и корни Алгебраический способ решения уравнений этоАлгебраический способ решения уравнений это

Уравнения (12) и (13) могут быть неравносильными и в том случае, когда множитель Алгебраический способ решения уравнений этотеряет смысл при некоторых допустимых значениях неизвестного. Например, уравнения

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

неравносильны: множитель Алгебраический способ решения уравнений этотеряет смысл при х = 2, а x = 2 как раз является корнем уравнения Алгебраический способ решения уравнений это

Если в ходе решения уравнения приходилось умножать обе части этого уравнения на выражение Алгебраический способ решения уравнений это, содержащее неизвестное, то надо проверить две вещи: а) Не обращается ли Алгебраический способ решения уравнений этов нуль при допустимых значениях не­ известного? б) Не теряет ли Алгебраический способ решения уравнений этосмысл при некоторых допустимых значениях неизвестного?

В первом случае среди найденных корней могут оказаться посторонние корни, и надо проверить все найденные корни, удов­летворяют ли они первоначально заданному уравнению. Во вто­ром же случае возможна потеря корней, и мы должны подставить в заданное уравнение значения неизвестного, при которых теряет смысл Алгебраический способ решения уравнений это— среди этих значений могут оказаться потерянные в ходе решения корни уравнения.

Из теоремы 4 непосредственно вытекает справедливость утверждения: если обе части уравнения умножить на произвольное отлич­ное от нуля число, то получим уравнение, равносильное данному.

Это утверждение кратко формулируют так: обе части уравнения можно умножать на произвольное отличное от нуля число.

Видео:Решение задач с помощью уравнений. Алгебра 7 классСкачать

Решение задач с помощью уравнений. Алгебра 7 класс

Уравнения с одним неизвестным

Алгебраические уравнения с одним неизвестным:

Рациональным алгебраическим уравнением с одним неизвестным называют уравнение вида

Алгебраический способ решения уравнений это

где R(х) — алгебраическая дробь относительно х. К такому виду можно в силу теорем 3 и 5, привести любое уравнение Алгебраический способ решения уравнений этоАлгебраический способ решения уравнений это— алгебраические дроби. Например, уравнение

Алгебраический способ решения уравнений это

является рациональным алгебраическим. В дальнейшем мы будем называть такие уравнения просто алгебраическими.

Применяя теоремы о равносильности уравнений, можно заменить каждое уравнение вида (1) равносильным ему уравнением вида:

Алгебраический способ решения уравнений это

где f(x)— многочлен от х. Для этого надо записать дробь R(x) в ви­де отношения двух многочленов. Мы получим уравнение:

Алгебраический способ решения уравнений это

где f(х) и Алгебраический способ решения уравнений это— многочлены от х. Но дробь может равняться нулю лишь в случае, когда равен нулю ее числитель. Поэтому решение уравнения (1) сводится к решению уравнения f(x)=0, где f(х) — многочлен от х. При этом нужно иметь в виду, что решениями уравнения (1) являются лишь те корни уравнения (2), при которых дробь R(x) имеет смысл (то есть Алгебраический способ решения уравнений этоотлично от нуля).

Пример:

Алгебраический способ решения уравнений это

Перенесем Алгебраический способ решения уравнений этов левую часть уравнения и приведем получившуюся сумму к общему знаменателю. Получим уравнение:

Алгебраический способ решения уравнений это

Приравнивая нулю числитель этой дроби, получаем уравнение х—2=0, корнем которого является число х=2. Однако при x=2 дробь Алгебраический способ решения уравнений этоне определена. Поэтому заданное уравне­ние корней не имеет.

Метод разложения на множители

Рассмотрим некоторые методы решения алгебраических уравнений, а также отдельные виды таких уравнений.

Выше было сказано, что при решении уравнения его заменяют другими уравнениями или совокупностями уравнений, равносильными заданному, но более простыми

Рассмотрим следующий пример. Пусть надо решить уравнение:

Алгебраический способ решения уравнений это

Мы знаем, что произведение может равняться нулю тогда и только тогда, когда хоть один из его сомножителей равен нулю. Поэтому, чтобы решить уравнение (1), надо найти все значения, при кототых хоть один из сомножителей равен нулю. А это все равно, что решить совокупность уравнений

Алгебраический способ решения уравнений это

Решая ее, находим для х значения Алгебраический способ решения уравнений этои 6. Они и дают корни уравнения (1).

Метод, примененный для решения уравнения (1), в общем виде формулируется так.

Теорема:

Если функции Алгебраический способ решения уравнений этоопределены на некотором множестве М, то на этом множестве уравнение

Алгебраический способ решения уравнений это

равносильно совокупности уравнений

Алгебраический способ решения уравнений это

Доказательство:

Пусть а — одно из решений совокупности (3). Это означает, что а является корнем одного из уравнений этой совокуп­ности, например, уравнения Алгебраический способ решения уравнений этоа все остальные функции Алгебраический способ решения уравнений этоопреде­лены при х = а. Но тогда

Алгебраический способ решения уравнений это

так как один из сомножителей Алгебраический способ решения уравнений эторавен нулю. Следовательно, любое решение совокупности (3) является корнем уравнения (2).

Наоборот, пусть а — корень уравнения (2). Тогда f (а)=0, то есть Алгебраический способ решения уравнений этоНо произведение равно нулю лишь в случае, когда хоть один из сомножителей равен нулю. Поэтому хотя бы одно из чисел Алгебраический способ решения уравнений эторавно нулю. Это означает, что а является корнем хотя бы одного из уравнений Алгебраический способ решения уравнений этото есть одним из решений совокупно­сти уравнений (3).

Пример:

Алгебраический способ решения уравнений это

Левая часть этого уравнения разлагается на множители следующим образом:

Алгебраический способ решения уравнений это

Отсюда следует, что уравнение (4) равносильно совокупности уравнений:

Алгебраический способ решения уравнений это

Решая уравнения этой совокупности, получаем корни урав­нения (4):

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

не равносильны, так как при х = 0 функция Алгебраический способ решения уравнений этоне определена. На множестве же Алгебраический способ решения уравнений этоони равносильны.

В некоторых случаях разложение на множители связано с искусственными преобразованиями. Рассмотрим, например, уравне­ние:

Алгебраический способ решения уравнений это

Нетрудно заметить, что

Алгебраический способ решения уравнений это

Поэтому уравнение (б) можно записать в виде:

Алгебраический способ решения уравнений это

Таким образом, все свелось к решению совокупности двух квадратных уравнений:

Алгебраический способ решения уравнений это

Решая их, находим корни уравнения (6):

Алгебраический способ решения уравнений это

Метод введения нового неизвестного

Наряду с методом разложения на множители часто применяется другой метод — введе­ние нового неизвестного.

Рассмотрим следующий пример:

Алгебраический способ решения уравнений это

Если раскрыть скобки, то получится уравнение четвертой степени, решить которое довольно сложно. Мы поступим иначе. Обозначим Алгебраический способ решения уравнений эточерез r. Тогда Алгебраический способ решения уравнений это

Поэтому уравнение (1) после введения нового неизвестного z принимает вид

Алгебраический способ решения уравнений это

Решая это квадратное уравнение, получаем, что его корни равны: Алгебраический способ решения уравнений это

Но Алгебраический способ решения уравнений этоПоэтому х удовлетворяет или уравнению Алгебраический способ решения уравнений этоили уравнению Алгебраический способ решения уравнений этото есть совокупности уравнений:

Алгебраический способ решения уравнений это

Решая ее, получаем:

Алгебраический способ решения уравнений это

Метод, примененный для решения уравнения (1), в общем виде заключается в следующем.

Пусть дано уравнение F(х)=0 и пусть функцию F(х) можно представить в виде Алгебраический способ решения уравнений этотак что уравнение F (х)=0 записывается в виде

Алгебраический способ решения уравнений это

Введем новое неизвестное z, положив Алгебраический способ решения уравнений этоТогда вместо уравнения (1) получаем уравнение относительно Алгебраический способ решения уравнений этоДока­жем следующую теорему.

Теорема:

Если а — один из корней уравнения f(z) = 0, а b — один из корней уравнения Алгебраический способ решения уравнений этото b является одним из корней уравнения F(х)=0, где Алгебраический способ решения уравнений это. Обратно, если b — корень уравнения F(х)=0, то Алгебраический способ решения уравнений это— один из корней уравнения f(z)= 0 .

Доказательство. Пусть b — корень уравнения Алгебраический способ решения уравнений этогде а — корень уравнения f (z)=0; f(а) =0. Тогда Алгебраический способ решения уравнений этои потому

Алгебраический способ решения уравнений это

Таким образом, b удовлетворяет уравнению F (х) = 0.

Обратно, пусть b — корень уравнения F(х)=0 и Алгебраический способ решения уравнений этоТогда

Алгебраический способ решения уравнений это

Следовательно, а — корень уравнения f(z)=0. Теорема доказана.

Из доказанной теоремы следует, что решение уравнения вида Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений этосводится к следующему: сначала находят корни Алгебраический способ решения уравнений этоуравнения f(z) =0; после этого надо решить все уравнения Алгебраический способ решения уравнений этоСовокупность корней этих уравнений и дает решение уравнения (2).

Биквадратные уравнения

Метод замены неизвестного при­ меняется для решения уравнений вида

Алгебраический способ решения уравнений это

Такие уравнения называют биквадратными. Чтобы решить уравнение (1), положим Алгебраический способ решения уравнений этоТогда получим квадратное уравнение:

Алгебраический способ решения уравнений это

Его корнями являются числа:

Алгебраический способ решения уравнений это

Поэтому корни уравнения (1) получаются путем решения уравнений Алгебраический способ решения уравнений этоЗначит, мы получаем четыре корня для уравнения (1)

Алгебраический способ решения уравнений это

Четыре корня возникают при различных комбинациях знаков:

Алгебраический способ решения уравнений это

При решении биквадратных уравнений (как и при решении квадратных уравнений) иногда приходится извлекать квадратные корни из отрицательных чисел. Это приводит к так называемым комплексным числам, которые будут изучены в главе V.

Пример. Решить уравнение

Алгебраический способ решения уравнений это

Полагая Алгебраический способ решения уравнений этополучаем квадратное уравнение:

Алгебраический способ решения уравнений это

Его корнями являются числа Алгебраический способ решения уравнений этоЗначит, корни урав­нения (8) имеют вид:

Алгебраический способ решения уравнений это

Возвратные уравнения 3-й и 4-й степеней

Многочлен n-й степени

Алгебраический способ решения уравнений это

называется возвратным, если его коэффициенты, одинаково уда­ ленные от начала и от конца, равны между собой. Иными словами, коэффициенты возвратного многочлена n-й степени удовлетворяют условию Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраическое уравнение вида f(х)=0, где f(х) — возврат­ный многочлен, называют возвратным уравнением. Примерами та­ких уравнений являются:

Алгебраический способ решения уравнений это

Рассмотрим решение возвратных уравнений третьей и четвер­той степеней. Возвратное уравнение третьей степени имеет вид:

Алгебраический способ решения уравнений это

Группируя члены, разложим выражение в левой части уравнения на множители:

Алгебраический способ решения уравнений это

Отсюда видно, что одним из корней уравнения (1) является х=—1 . Два других корня получаются путем решения квадратного уравнения

Алгебраический способ решения уравнений это

Пример:

Алгебраический способ решения уравнений это

Разлагая левую часть уравнения на множители, получаем:

Алгебраический способ решения уравнений это

Корни квадратного уравнения Алгебраический способ решения уравнений эторавны Алгебраический способ решения уравнений этоПоэтому корнями заданного уравнения являются числа Алгебраический способ решения уравнений этоАлгебраический способ решения уравнений это

Приведем пример задачи, сводящейся к разобранному типу уравнений.

Задача:

Из квадратного листа жести со стороной а см вы­резают по углам четыре квадратика со стороной х см и делают из получившейся фигуры коробку. При каком значении х объем коробки равен Алгебраический способ решения уравнений это?

Решение:

Основанием коробки является квадрат со сторо­ной а-2x, а ее высота равна х. Значит, объем коробки равен Алгебраический способ решения уравнений этоПо условию имеем уравнение:

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

Положим Алгебраический способ решения уравнений это. Мы получим для z уравнение

Алгебраический способ решения уравнений это

Разлагая на множители, получаем

Алгебраический способ решения уравнений это

Поэтому корни нашего уравнения равны

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

Из условия задачи следует, что Алгебраический способ решения уравнений этоПоэтому Алгебраический способ решения уравнений этоне удовлетворяет условию. Итак, либо Алгебраический способ решения уравнений это, либо Алгебраический способ решения уравнений это

Теперь рассмотрим возвратное уравнение 4-й степени:

Алгебраический способ решения уравнений это

Так как Алгебраический способ решения уравнений этото х=0 не является корнем этого уравнения. Поэтому если разделить обе части уравнения (2) на Алгебраический способ решения уравнений этото получим равносильное уравнение:

Алгебраический способ решения уравнений это

Введем новое неизвестное z, положив Алгебраический способ решения уравнений это. Так как Алгебраический способ решения уравнений этоАлгебраический способ решения уравнений это

Следовательно, уравнение (3) превращается в квадратное уравнение отно­сительно z

Алгебраический способ решения уравнений это

Решив это уравнение, найдем его корни Алгебраический способ решения уравнений этоЧтобы найти х, остается решить совокупность уравнений:

Алгебраический способ решения уравнений это

Она сводится к совокупности квадратных уравнений:

Алгебраический способ решения уравнений это

Пример. Решить уравнение

Алгебраический способ решения уравнений это

Перепишем это уравнение в виде

Алгебраический способ решения уравнений это

и введем новое неизвестное Алгебраический способ решения уравнений это. Получим уравнение:

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это

Решая его, находим: Алгебраический способ решения уравнений это. Чтобы найти корни уравнения (4), надо решить уравнения:

Алгебраический способ решения уравнений это

Из них получаем:

Алгебраический способ решения уравнений это

Наряду с уравнениями вида (1) и (2) рассматривают так называемые кососимметричные уравнения, или, иначе, возвратные уравнения второго рода. При n=4 они имеют вид:

Алгебраический способ решения уравнений это

Это уравнение сводится к

Алгебраический способ решения уравнений это

После этого вводят новое неизвестное по формуле Алгебраический способ решения уравнений это. Так как Алгебраический способ решения уравнений этото уравнение (6) сводится к квадратному уравнению Алгебраический способ решения уравнений этоДальнейшее решение ведется так же, как и для обычных возвратных уравнений.

Решение заданий и задач по предметам:

Дополнительные лекции по высшей математике:

Алгебраический способ решения уравнений это

Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это Алгебраический способ решения уравнений это

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Видео:АЛГЕБРА 7 класс : Решение задач с помощью уравнений | ВидеоурокСкачать

АЛГЕБРА 7 класс : Решение задач с помощью уравнений | Видеоурок

Решение простых линейных уравнений

Алгебраический способ решения уравнений это

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).

Видео:ПОСМОТРИ это видео, если хочешь решить систему линейных уравнений! Метод ПодстановкиСкачать

ПОСМОТРИ это видео, если хочешь решить систему линейных уравнений! Метод Подстановки

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.

Видео:Решение системы линейных уравнений с двумя переменными способом подстановки. 6 класс.Скачать

Решение системы линейных уравнений с двумя переменными способом подстановки. 6 класс.

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 таках + b = 0, где a и b — действительные числа.

Что поможет в решении:

  • если а не равно нулю, то у уравнения единственный корень: х = -b : а;
  • если а равно нулю — у уравнения нет корней;
  • если а и b равны нулю, то корень уравнения — любое число.
Квадратное уравнение выглядит так:ax 2 + bx + c = 0, где коэффициенты a, b и c — произвольные числа, a ≠ 0.

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.

Видео:Решение систем уравнений второго порядка. 8 класс.Скачать

Решение систем уравнений второго порядка. 8 класс.

Как решать простые уравнения

Чтобы 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:

Алгебраический способ решения уравнений это

Теперь сократим дроби, которые у нас получились и завершим решение линейного уравнения:

Рассмотрим пример, когда неизвестная переменная стоит со знаком минус: −4x = 12

    Разделим обе части на −4, чтобы коэффициент при неизвестной стал равен единице.

−4x = 12 | : (−4)
x = −3

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.

Алгоритм решения простого линейного уравнения
  1. Раскрываем скобки, если они есть.
  2. Группируем члены, которые содержат неизвестную переменную в одну часть уравнения, остальные члены — в другую.
  3. Приводим подобные члены в каждой части уравнения.
  4. Решаем уравнение, которое получилось: aх = b. Делим обе части на коэффициент при неизвестном.

Чтобы быстрее запомнить ход решения и формулу линейного уравнения, скачайте или распечатайте алгоритм — храните его в телефоне, учебнике или на рабочем столе.

Алгебраический способ решения уравнений это

Видео:Решение задач с помощью уравнений.Скачать

Решение задач с помощью уравнений.

Примеры линейных уравнений

Теперь 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.

    Перенести 1 из левой части в правую со знаком минус.

Разделить обе части на множитель, стоящий перед переменной х, то есть на 6.

Пример 2. Как решить уравнение: 5(х − 3) + 2 = 3 (х − 4) + 2х − 1.

5х − 15 + 2 = 3х − 12 + 2х − 1

Сгруппировать в левой части члены с неизвестными, а в правой — свободные члены. Не забываем при переносе из одной части уравнения в другую поменять знаки на противоположные у переносимых членов.

5х − 3х − 2х = −12 − 1 + 15 − 2

Приведем подобные члены.

Ответ: х — любое число.

Пример 3. Решить: 4х = 1/8.

    Разделим обе части уравнения на множитель стоящий перед переменной х, то есть на 4.

Пример 4. Решить: 4(х + 2) = 6 − 7х.

  1. 4х + 8 = 6 − 7х
  2. 4х + 7х = 6 − 8
  3. 11х = −2
  4. х = −2 : 11
  5. х = −2/11

Ответ: −2/11 или −(0,18). О десятичных дробях можно почитать в другой нашей статье.

Пример 5. Решить: Алгебраический способ решения уравнений это

  1. Алгебраический способ решения уравнений это
  2. 3(3х — 4) = 4 · 7х + 24
  3. 9х — 12 = 28х + 24
  4. 9х — 28х = 24 + 12
  5. -19х = 36
  6. х = 36 : (-19)
  7. х = — 36/19

Пример 6. Как решить линейное уравнение: х + 7 = х + 4.

5х — 15 + 2 = 3х — 2 + 2х — 1

Сгруппировать в левой части неизвестные члены, в правой — свободные члены:

Приведем подобные члены.

Ответ: нет решений.

Пример 7. Решить: 2(х + 3) = 5 − 7х.

🎦 Видео

9 класс, 11 урок, Методы решения систем уравненийСкачать

9 класс, 11 урок, Методы решения систем уравнений

Как решать уравнения с модулем или Математический торт с кремом (часть 1) | МатематикаСкачать

Как решать уравнения с модулем или Математический торт с кремом (часть 1) | Математика

Алгебра 9 Алгебраический способ решения текстовых задачСкачать

Алгебра 9 Алгебраический способ решения текстовых задач

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ С ПОМОЩЬЮ УРАВНЕНИЙ. §3 алгебра 7 классСкачать

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ С ПОМОЩЬЮ УРАВНЕНИЙ. §3 алгебра 7 класс

Решение системы линейных уравнений графическим методом. 7 класс.Скачать

Решение системы линейных уравнений графическим методом. 7 класс.

Алгебра 9 класс. Решение систем уравнения методом сложенияСкачать

Алгебра 9 класс. Решение систем уравнения методом сложения
Поделиться или сохранить к себе: