Главная › Возврат › Решение примеров с одной переменной. Уравнения с одной переменной

Решение примеров с одной переменной. Уравнения с одной переменной

Лекция 26. Уравнения с одной переменной

1. Понятие уравнения с одной переменной

2. Равносильные уравнения. Теоремы о равносильности уравнений

3. Решение уравнений с одной переменной

Уравнения с одной переменной

Возьмем два выражения с переменной: 4 х и 5 х + 2. Соединив их знаком равенства, получим предложение 4х = 5 х + 2. Оно содержит переменную и при подстановке значений переменной обращается в высказывание. Например, при х = -2 предложение 4х = 5 х + 2 обращается в истинное числовое равенство 4 ·(-2) = 5 ·(-2) + 2, а при х = 1 - в ложное 4·1 = 5·1 + 2. Поэтому предложение 4х = 5х + 2 есть высказывательная форма. Ее называют уравнением с одной переменной.

В общем виде уравнение с одной переменной можно определить так:

Определение. Пусть f(х) и g(х) - два выражения с переменной х и областью определения X. Тогда высказывательная форма вида f(х) =g(х) называется уравнением с одной переменной.

Значение переменной х из множества X, при котором уравнение обращается в истинное числовое равенство, называется корнем уравнения (или его решением). Решить уравнение - это значит найти множество его корней.

Так, корнем уравнения 4х = 5х + 2, если рассматривать его на множестве R действительных чисел, является число -2. Других корней это уравнение не имеет. Значит множество его корней есть {-2}.

Пусть на множестве действительных чисел задано уравнение (х - 1)(х + 2) = 0. Оно имеет два корня - числа 1 и -2. Следовательно, множество корней данного уравнения таково: {-2,-1}.

Уравнение (3х + 1)-2 = 6 х + 2, заданное на множестве действительных чисел, обращается в истинное числовое равенство при всех действительных значениях переменной х : если раскрыть скобки в левой части, то получим 6х + 2 = 6х + 2. В этом случае говорят, что его корнем является любое действительное число, а множеством корней множество всех действительных чисел.

Уравнение (3х + 1)·2 = 6 х + 1, заданное на множестве действительных чисел, не обращается в истинное числовое равенство ни при одном действительном значении х: после раскрытия скобок в левой части получаем, что 6 х + 2 = 6х + 1, что невозможно ни при одном х. В этом случае говорят, что данное уравнение не имееткорней и что множество его корней пусто.

Чтобы решить какое-либо уравнение, его сначала преобразовывают, заменяя другим, более простым; полученное уравнение опять преобразовывают, заменяя более простым, и т.д. Этот процесс продолжают до тех пор, пока не получают уравнение, корни которого можно найти известным способом. Но чтобы эти корни были корнями заданного уравнения, необходимо, чтобы в процессе преобразований получились уравнения, множества корней которых совпадают. Такие уравнения называют равносильными.

Лекция 26. Уравнения с одной переменной

1. Понятие уравнения с одной переменной

2. Равносильные уравнения. Теоремы о равносильности уравнений

3. Решение уравнений с одной переменной

В общем виде уравнение с одной переменной можно определить так:

§ 23. Линейное уравнение с одной переменной. Решение линейных уравнений с одной переменной и уравнений, сводящихся к ним

Мы зна емо, как решать уравнения 2х = -8; х - 5; 0,01 х -17.

Каждое из этих уравнений имеет вид ах = b , где х - переменная, а и b - некоторые числа.

Числа а и b называют коэффициентами уравнения.

Если а ≠ 0, то уравнение ах = b называют уравнением первой степени с одной переменной. Поделив обе части уравнения на а, получим х = , то есть являетсяединственным корнем этого уравнения является число

Если а - 0 и b - 0, то линейное уравнение имеет вид 0х - 0. Корнем такого уравнения является любое число, так как при любом значении х значение левой и правой частей уравнения равны и равны нулю. Поэтому уравнение 0х = 0 множество корней.

Если а - 0, а b ≠ 0, то линейное уравнение примет вид 0х - b . При этом не существует никакого значения переменной х, которое бы превращало левую и правую части уравнения на одно и то же число. Ведь значение левой части уравнения при любом значении х равен нулю, а значение правой части - числу b , отличном от нуля. Поэтому уравнение 0х = b при b ≠ 0 не имеет корней.

Систематизируем данные о решения линейного уравнения ах = b в виде схемы:

Пример 1. Решить уравнение:

Р а з в ’ я з а н н я.

1) 0,2 х = 7; х = 7: 0,2; х = 35.

Ответ: - 4.

3)0х = 7; уравнение не имеет корней.

Ответ: корней не имеет.

Процесс решения многих уравнений является сводом этих уравнений к лилейным путем равносильных преобразований по свойствам уравнений.

Пример 2. Решить уравнение:

1) 3(х + 1) - 2х = 6 - 4х;

Р а з в ’ я з а н н я.

1. Избавимся от знаменателей (если они есть):

1)3(х + 3) - 2х = 6 - 4х.

Умножим обе частили уравнения на 6 (6 - наименьший общий знаменатель дробей). Имеем:

3(х + 1) + 2(5 - х) = х + 13.

2. Раскроем скобки (если они есть):

3х + 9 - 2х = 6 - 4х;

3х + 3 + 10 - 2х = х + 13.

3. Перенесем слагаемые, содержащие переменную, в левую часть, а остальные - в правую, изменив знаки этих слагаемых на противоположные:

3х - 2х + 4х = 6 - 9;

3х - 2х - х = 13 - 3 - 10.

4. Сведем подобные слагаемые:

5. Решим полученное линейное уравнение:

Ответ: -0,6.

х - любое число.

Ответ: любое число.

Пример 3. Решить уравнение 5(х + г) = 3х - 7р в отношении х.

Р а з в ’ я з а н н я. Раскроем скобки в левой части уравнения: 5х + 5р - 3х - 7р. Перенесем слагаемое 3х в левую часть, а 5р - в правую. Имеем: 5х - 3х = -7р - 5р; 2х = -12р. Тогда х = (-12р) : 2; х = (-12: 2)г; х = -6р.

Ответ: -6р.

Какое уравнение называют линейным уравнением с одной переменной? Приведите примеры линейных уравнений. В каком случае уравнение ах - b имеет единственный корень? В любом случае корнем уравнения ах - b -любое число? В каком случае уравнение ах = b не имеет корней?

848. (Устно) Какое из уравнений является линейным:

5) х + 7 = х 2 ;

849. (Устно) Сколько корней имеет уравнение:

850. Выясните, какое из данных уравнений имеет только одно решение, не имеет решений, имеет бесконечное множество решений:

851. (Устно) Решите уравнение:

2) 0,5 х = -2,5;

3) -2,5 х = 7,5;

852. Решите уравнение:

6) -0,01 х = 0,17;

8)-1,2 х = -4,2;

853. Найдите корень уравнения:

6) 0,1 х = 0,18.

854. Определите, что должно быть записано справа в уравнении вместо пробелов, если известно его корень:

855. Найдите корень уравнения:

1) 7х + 14 = 0;

2) 0, 3х - 21 = 0,5 х - 23;

3) 1х + 3 = 6х - 13;

4) 5х + (3х - 7) = 9;

5) 47 = 10 - (9х + 2);

6) (3х + 2) - (8х + 6) = 14.

856. Решите уравнение:

2) 1,4 х - 12 = 0,9 х + 4;

3) 3х + 14 = 5х - 16;

4) 12 - (5х + 10) = -3;

5) 6 - (8х + 11) = -1;

6) (3х - 4) - (6 - 4х) = 4.

857. Какое из уравнений равносильно уравнению 5х = 10:

3) х + 2 = х + 1;

5) х = 8 - 3х;

6)1х - 7 = 4х?

858. Являются ли уравнения равносильными:

1) 4х - х = 17 3х = 17;

2) 5х - 9 = 3х и 6х = 21;

3) 2х = -12 и х + 6 = 0;

4) 12х = 0 15х = 15?

859.

1) 3х + 7 равен -2;

2) 4(х + 1) равно значению выражения 5х - 9?

860. При каком значении у:

1) значение выражения 5у - 13 равна -3;

2) значения выражений 3(в - 2) и 13у - 8 равны между собой?

861. Решите уравнение:

2) 2х - у = 1;

862. Найдите корень уравнения:

863. Составьте линейное уравнение, корнем которого является:

1) число -2;

2) число -0,2.

864. Составьте линейное уравнение:

1) не имеет корней;

2) корнем которого является любое число.

865. Составьте линейное уравнение, корнем которого было бы:

1) число -8;

2) любое число.

866. Найдите корень уравнения:

1)(4х - 2) + (5х - 4) - 9 - (5 - 11х);

2) (7 - 8х) - (9 - 12х) - (5х + 4) = -16;

3) 3(4х - 5) - 10(2х - 1) = 33;

4) 9(3(х + 1) 2х) = 7(х + 1).

867. Решите уравнение:

1) (9х - 4) + (15х - 5) = 18 - (25 - 22х);

2) (10х + 6) - (9 - 9х) + (8 - 11х) = -19;

3) 7(х - 1) - 3(2х + 1) = -х - 15;

4) 5(4(х - 1) - 3х) = 9х.

868.

1) 2х + а = х + а;

2) b + х = с - х;

3) 6х + 2m = х - 8m ;

4) 9а + х = 3b - 2х.

Р а з в ’ я з а н н я.

4) 9a - х = 3b - 2х; х + 2х = 3b - 9а; 3х = 3(b - 3a). Поделим обе части уравнения на 3. Получим: х = b - 3а.

Ответ: b - 3а.

869. Решите уравнение относительно х:

1) 7х + m = 2х + m ;

2) а + х = 2m - х;

3) 3х + b = 9b - х;

4) 5р + 2х = 10 - 3х.

870. Являются ли равносильными уравнения:

1) 2х - 4 = 2 и 5(х - 3) + 1 = 3х - 8;

2) 5х + 3 = 8 и 7(х - 2) + 20 = 4х + 3;

3) 5х = 0 и 0 х = 5;

4) 7х + 1 = 7х 2 и 5(х + 1) = 5х + 5;

5) 0: х = 7 и 0 ∙ х = 7;

6) 3(х - 2) = 3х - 6 и 2(х + 7) - 2(х + 1) + 12?

871. При каком значении у значение выражения:

1) 5у + 7 в три раза больше значения выражения у + 5;

2) 2у - 4 на 7,4 больше значения выражения 3 - 7у?

872. При каком значении х значение выражения:

1) 7х + 8 вдвое больше значения выражения х + 7;

2) 5х - 8 па 17,2 меньше значения выражения х + 2 ?

873. Составьте уравнение, которое было бы равносильно уравнению 7(2х - 8) = 5(7х - 8) - 15х.

874. При каком значении а уравнение:

1) 2ах = 16 имеет корень, равный 4;

2) 3х имеет корень, равный ;

3) 5(а + 1)х = 40 имеет корень, равный -1 ?

875. При каком значении b корнем уравнения:

1) 3b х = -24 является число -4;

2) (2а - 5)х = 45 с число 3?

876. Решите уравнение:

1) 4х + 7 = 3(х - 2) + х:

2) 2х + 5 - 2(х - 4) + 13;

3) 2х(1 - 3х) + 5х(3 - х) = 17х - 8х 2 ;

4) (7х - 3 + 2х 2 - 4х - 5) - (6х 3 - х 2 + 2х) = 3х 2 - (6х - х 3).

877. Найдите корень уравнения:

1) 3(х - 2) + 4х = 7(х -1) + 1;

2) 2(х + 1) + х = 6(х + 3);

3) 3х(2 + х) - 4 (1 - х 2) = 7х 2 + 6х;

4) (х 2 + 4х - 8) - (7х - 2х 2 - 5) = 3х 2 - (3х + 3).

878. Решите уравнение.

Равенство с переменной f(х) = g(х) называется уравнением с одной переменной х. Любое значение переменной, при котором f(х) и g(х) принимают равные числовые значения, называется корнем такого уравнения. Следовательно, решить уравнение – значит найти все корни уравнения или доказать, что их нет.

Уравнение x 2 + 1 = 0 не имеет действительных корней, но имеет корни мнимые: в данном случае это корни х 1 = i, х 2 = -i. В дальнейшем нас же будут интересовать лишь действительные корни уравнения.

Если уравнения имеют одинаковые корни, то они называются равносильными. Те уравнения, которые корней не имеют, относятся к равносильным.

Определим, равносильны ли уравнения:

а) х + 2 = 5 и х + 5 = 8

1. Решим первое уравнение

2. Решим второе уравнение

Корни уравнений совпадают, поэтому х + 2 = 5 и х + 5 = 8 равносильны.

б) x 2 + 1 = 0 и 2x 2 + 5 = 0

Оба данных уравнения не имеют действительных корней, поэтому являются равносильными.

в) х – 5 = 1 и x 2 = 36

1. Найдем корни первого уравнения

2. Найдем корни второго уравнения

х 1 = 6, х 2 = -6

Корни уравнений не совпадают, поэтому х – 5 = 1 и x 2 = 36 неравносильны.

При решении уравнения его стараются заменить равносильным, но более простым уравнением. Поэтому важно знать, в результате каких преобразований данное уравнение переходит в уравнений, равносильное ему.

Теорема 1. Если в уравнении из одной части в другую перенести какое-либо слагаемое, изменив при этом знак, то получится уравнение, равносильное данному.

Например, уравнение x 2 + 2 = 3х равносильно уравнению x 2 + 2 – 3х = 0.

Теорема 2. Если обе части уравнения умножить или разделить на одно и то же число (не равное нулю), то получится уравнение, равносильное данному.

Например, уравнение (x 2 – 1)/3 = 2х равносильно уравнению x 2 – 1 = 6х. Обе части первого уравнения мы умножили на 3.

Линейным уравнением с одной переменной называется уравнение вида ах = b, где а и b – действительные числа, причем а называется коэффициентом при переменной, а b – свободным членом.

Рассмотрим три случая для линейного уравнения ах = b.

1. а ≠ 0. В таком случае х = b/а (т.к. а отлично от нуля).

2. а = 0, b = 0. Уравнение примет вид: 0 ∙ х = 0. Это уравнение верно при любом х, т.е. корень уравнения – любое действительное число.

3. а = 0, b ≠ 0. В данном случае уравнение не будет иметь корней, т.к. деление на нуль запрещено (0 ∙ х = b).

В результате преобразований многие уравнения сводятся к линейным.

Решим уравнения

а) (1/5)х + 2/15= 0

1. Перенесем компонент 2/15 из левой части уравнения в правую с противоположным знаком. Такое преобразование регламентируется теоремой 1. Итак, уравнение примет вид: (1/5)х = -2/15.

2. Чтобы избавиться от знаменателя, домножим обе части уравнения на 15. Сделать это позволяет нам теорема 2. Итак, уравнение примет вид:

(1/5)х ∙ 15= – 2/15 ∙ 15

Т.о., корень уравнения равен -2/3.

б) 2/3 + х/4 + (1 – х)/6 = 5х/12 – 1

1. Чтобы избавиться от знаменателя, домножим обе части уравнения на 12 (по теореме 2). Уравнение примет вид:

12(2/3 + х/4 + (1 – х)/6) = 12(5х/12 – 1)

8 + 3х + 2 – 2х = 5х – 12

10 + х = 5х – 12

2. Пользуясь теоремой 1, «соберем» все числа справа, а компоненты с х – слева. Уравнение примет вид:

10 +12 = 5х – х

Т.о., корень уравнения равен 5,5.

blog.сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Уравнение – это равенство, в котором присутствует одна или несколько переменных.
Мы рассмотрим случай, когда в уравнении одна переменная, то есть одно неизвестное число. По сути, уравнение – это вид математической модели . Поэтому в первую очередь уравнения необходимы нам для решения задач.

Вспомним, как составляется математическая модель для решения задачи.
Например, в новом учебном году количество учащихся в школе №5 увеличилось вдвое. После того, как 20 учеников перешли в другую школу, в общей сложности в школе №5 стало учиться 720 учеников. Сколько учащихся было в прошлом году?

Нам нужно выразить то, что сказано в условии математическим языком . Пусть количество учащихся в прошлом году будет X. Тогда согласно условию задачи,
2X – 20 = 720. У нас получилась математическая модель, которая представляет собой уравнение с одной переменной . Если точнее, то это уравнение первой степени с одной переменной. Осталось найти его корень.

Что такое корень уравнения?

То значение переменной, при котором наше уравнение обратится в верное равенство, называется корнем уравнения. Бывают такие уравнения, у которых много корней. Например, в уравнении 2*X = (5-3)*X любое значение X является корнем. А уравнение X = X +5 вообще не имеет корней, так как какое бы мы не подставили значение X, у нас не получится верное равенство. Решить уравнение означает найти все его корни, или определить, что оно не имеет корней. Таким образом, чтобы ответить на наш вопрос, нам нужно решить уравнение 2X – 20 = 720.

Как решать уравнения с одной переменной?

Для начала запишем базовые определения. Каждое уравнение имеет правую и левую части. В нашем случае, (2X – 20) – левая часть уравнения (она стоит слева от знака равенства), а 720 – правая часть уравнения. Слагаемые правой и левой части уравнения называются членами уравнения. У нас членами уравнения являются 2X, -20 и 720.

Сразу скажем про 2 свойства уравнений:

Любой член уравнения можно переносить из правой части уравнения в левую, и наоборот. При этом надо изменить знак этого члена уравнения на противоположный. То есть, записи вида 2X – 20 = 720, 2X – 20 – 720 = 0, 2X = 720 + 20, -20 = 720 – 2X равносильны.
Обе части уравнения можно умножить или разделить на одно и то же число. Это число не должно быть равно нулю. То есть, записи вида 2X – 20 = 720, 5*(2X – 20) = 720*5, (2X – 20):2 = 720:2 также равносильны.

Воспользуемся этими свойствами для решения нашего уравнения.

Перенесем -20 в правую часть с противоположным знаком. Получим:

2X = 720 + 20. Сложим то, что у нас в правой части. Получим, что 2X = 740.

Теперь разделим левую и правую части уравнения на 2.

2X:2 = 740:2 или X = 370. Мы нашли корень нашего уравнения и заодно нашли ответ на вопрос нашей задачи. В прошлом году в школе №5 было 370 учеников.

Проверим, действительно ли наш корень обращает уравнение в верное равенство. Подставим вместо X число 370 в уравнение 2X – 20 = 720.

2*370-20 = 720.

Все верно.

Итак, чтобы решить уравнение с одной переменной его нужно привести к так называемому линейному уравнению вида ax = b, где a и b – некоторые числа. Затем левую и правую часть разделить на число a. Получим, что x = b:a.

Что означает привести уравнение к линейному уравнению?

Рассмотрим такое уравнение:

5X - 2X + 10 = 59 - 7X +3X.

Это также уравнение с одной неизвестной переменной X. Наша задача привести это уравнение к виду ax = b.

Для этого сначала соберем все слагаемые, имеющие в качестве множителя X в левой части уравнения, а остальные слагаемые - в правой части. Слагаемые, имеющие в качестве множителя одну и ту же букву, называют подобными слагаемыми.

5X - 2X + 7X – 3X = 59 – 10.

Согласно распределительному свойству умножения мы можем вынести одинаковый множитель за скобки, а коэффициенты (множители при переменной x) сложить. Этот процесс также называют приведением подобных слагаемых.

X(5-2+7-3) = 49.

7X = 49. Мы привели уравнение к виду ax = b, где a = 7, b = 49.

А как мы написали выше, корнем уравнения вида ax = b будет x = b:a.

То есть X = 49:7 = 7.

Алгоритм нахождения корней уравнения с одной переменной.

Собрать подобные слагаемые в левой части уравнения, остальные слагаемые – в правой части уравнения.
Привести подобные слагаемые.
Привести уравнение к виду ax = b.
Найти корни по формуле x = b:a.

Примечание . В данной статье мы не рассматривали те случаи, когда переменная возводится в какую-нибдуь степень. Иначе говоря мы рассматривали уравнения первой степени с одной переменной.