Повторяем три базовых алгоритма: преобразовать уравнение, аккуратно решить неравенство и выбрать удобный способ решения системы.
Тема 6 · 1 урок
Цель занятия
Восстановить основные алгоритмы решения
После урока вы должны уметь решать линейные уравнения и линейные неравенства, записывать решение неравенства числовым промежутком и решать системы двух линейных уравнений методом подстановки или сложения.
Сегодня отдельная диагностическая работа по теме не проводится. Значительная часть урока отведена разбору домашнего задания и предыдущих работ, поэтому закрепление материала обеспечивается расширенным набором примеров и увеличенным объёмом домашней работы.
Этап 1разбор домашней работы и результатов предыдущих работ
Этап 2краткое повторение основных правил
Этап 3разбор типовых и особых случаев
Этап 4расширенная самостоятельная работа
Блок 1
Линейные уравнения
В простейшем виде линейное уравнение записывается как ax + b = 0. При решении исходное уравнение последовательно заменяют равносильными уравнениями, то есть уравнениями с тем же множеством решений.
Можно
A = B ⇒ A + c = B + c
Прибавить или вычесть одно и то же число в обеих частях.
Можно
A = B ⇒ kA = kB
Умножить или разделить обе части на одно и то же ненулевое число.
Рабочий алгоритм
раскрыть скобки и, при необходимости, устранить дробные коэффициенты;
перенести слагаемые с переменной в одну часть уравнения, а числовые слагаемые — в другую;
привести подобные слагаемые;
разделить обе части на коэффициент при x и, при необходимости, выполнить проверку.
Один корень
3(2x − 1) − 5 = 2(x + 4)
6x − 3 − 5 = 2x + 8 4x = 16 x = 4.
Уравнение с дробями
x − 23 + x + 12 = 4
Умножаем обе части на 6: 2(x − 2) + 3(x + 1) = 24 5x − 1 = 24 x = 5.
Особые случаи: корней нет или подходит любое число
Бесконечно много решений: 4(x − 2) = 4x − 8 ⇒ 4x − 8 = 4x − 8. Получили верное равенство при любом x.
Блок 2
Линейные неравенства
Основные равносильные преобразования выполняются так же, как при решении уравнений. Существенное отличие связано с изменением знака неравенства при умножении или делении обеих частей на отрицательное число.
Ключевое правило: если обе части неравенства умножаем или делим на отрицательное число, знак неравенства меняется на противоположный:
−2x ≥ 6 ⇒ x ≤ −3.
Деление на отрицательное число
5 − 2x ≥ 11
−2x ≥ 6 делим обе части на −2; знак неравенства изменяется на противоположный: x ≤ −3 Ответ: (−∞; −3].
Неравенство со скобками
3(2x − 1) < 5x + 4
6x − 3 < 5x + 4 x < 7 Ответ: (−∞; 7).
Пример с дробными коэффициентами
2x − 13 ≤ x + 2. Умножаем обе части на положительное число 3; знак неравенства сохраняется: 2x − 1 ≤ 3x + 6 ⇒ −7 ≤ x ⇒ x ≥ −7. Ответ: [−7; +∞).
Запись ответа
Числовые промежутки
Неравенство
Промежуток
Что происходит с точкой a
x < a
(−∞; a)
a не входит
x ≤ a
(−∞; a]
a входит
x > a
(a; +∞)
a не входит
x ≥ a
[a; +∞)
a входит
∞ никогда не включается, поэтому рядом с −∞ и +∞ всегда ставится круглая скобка.
Блок 3
Системы двух линейных уравнений
Решением системы двух уравнений с двумя переменными называется упорядоченная пара чисел, которая одновременно удовлетворяет обоим уравнениям системы.
Метод подстановки
Метод целесообразно применять, когда одна переменная уже выражена через другую или легко может быть выражена.
{y = 2x − 3x + y = 9
x + (2x − 3) = 9 ⇒ 3x = 12 ⇒ x = 4. y = 2·4 − 3 = 5. Ответ: (4; 5).
Метод сложения
Метод целесообразно применять, когда коэффициенты при одной из переменных противоположны или могут быть сделаны противоположными простым умножением одного из уравнений.
{2x + 3y = 124x − 3y = 6
Складываем левые и правые части уравнений: 6x = 18 ⇒ x = 3. 2·3 + 3y = 12 ⇒ y = 2. Ответ: (3; 2).
Выбор метода является частью решения. Способ решения следует выбирать с учётом вида уравнений и их коэффициентов.
Особые случаи при исключении переменной
Если после исключения переменных получено тождественно верное равенство, например 0 = 0, уравнения системы зависимы; система имеет бесконечно много решений.
Если получено ложное равенство, например 0 = 3, система несовместна и не имеет решений.
Разбираем в классе
Примеры для разбора на уроке
Примеры предназначены для последовательного разбора у доски. Полное решение рекомендуется открывать после обсуждения способа решения. При ограниченном времени приоритетными являются задания 2, 4, 6 и 7.
1. Уравнение
7x − 9 = 5x + 13
Решение
2x = 22 ⇒ x = 11.
2. Уравнение со скобками
4(2x − 3) − 5 = 3x + 8
Решение
8x − 17 = 3x + 8 ⇒ 5x = 25 ⇒ x = 5.
3. Особый случай
5(x − 2) = 5x + 1
Решение
5x − 10 = 5x + 1 ⇒ −10 = 1. Противоречие, поэтому решений нет.
4. Неравенство
7 − 3x < 16
Решение
−3x < 9. Делим обе части на −3; знак неравенства изменяется на противоположный: x > −3. Ответ: (−3; +∞).
5. Неравенство со скобками
2(2x − 1) > 3x + 5
Решение
4x − 2 > 3x + 5 ⇒ x > 7. Ответ: (7; +∞).
6. Система: сложение
{x + y = 72x − y = 5
Решение
Складываем уравнения: 3x = 12 ⇒ x = 4. Тогда y = 3. Ответ: (4; 3).
7. Система: подстановка
{y = 3x − 42x + y = 11
Решение
2x + 3x − 4 = 11 ⇒ 5x = 15 ⇒ x = 3. Тогда y = 5. Ответ: (3; 5).
8. Дополнительный пример
x − 12 ≥ x + 53
Решение
Умножаем на 6: 3x − 3 ≥ 2x + 10 ⇒ x ≥ 13. Ответ: [13; +∞).
Короткая тренировка
Проверьте владение основными алгоритмами
Этот блок не является диагностической работой; результаты не сохраняются. Его назначение — выявить элементы алгоритмов, которые требуют дополнительного повторения.
Самостоятельная работа
Домашнее задание
Сегодня объём домашней работы увеличен, поскольку отдельная диагностическая работа по теме не проводилась. В решениях необходимо фиксировать ключевые преобразования, особенно изменение знака неравенства при делении или умножении на отрицательное число и выбор метода решения системы.
Обязательная часть
Решите уравнение: 7x − 9 = 5x + 13.
Решите уравнение: 4(2x − 3) − 5 = 3x + 8.
Решите уравнение: x + 12 − x − 23 = 2.
Решите уравнение: 3(2x − 5) + 4 = 6x − 11.
Решите уравнение: 5(x − 2) = 5x + 1.
Решите неравенство и запишите ответ промежутком: 4x − 7 > 9.
Решите неравенство и запишите ответ промежутком: 5 − 3x ≤ 17.
Решите неравенство и запишите ответ промежутком: 2(2x − 1) > 3x + 5.
Решите неравенство: x − 12 ≥ x + 53.
Решите систему: x + y = 7; 2x − y = 5.
Решите систему: 2x + 3y = 12; 4x − 3y = 6.
Решите систему: y = 3x − 4; 2x + y = 11.
Дополнительная часть
Решите неравенство: 2x − 34 − x + 12 ≤ 1. После упрощения определите, остаётся ли в неравенстве переменная.
Исследуйте систему: 2x − 3y = 7; 4x − 6y = 14. Сколько у неё решений?
Исследуйте систему: 2x + y = 1; 4x + 2y = 5. Сколько у неё решений?
Подсказки к дополнительной части
13. Умножьте неравенство на 4 и полностью приведите подобные слагаемые.
14–15. Умножьте первое уравнение на 2 и сопоставьте полученное уравнение со вторым.
Ответы для самопроверки
1) x = 11.
2) x = 5.
3) x = 5.
4) x ∈ ℝ.
5) Решений нет.
6) x > 4; (4; +∞).
7) x ≥ −4; [−4; +∞).
8) x > 7; (7; +∞).
9) x ≥ 13; [13; +∞).
10) (4; 3).
11) (3; 2).
12) (3; 5).
13) x ∈ ℝ.
14) Бесконечно много решений: оба уравнения задают одну и ту же прямую.
15) Решений нет: левые части пропорциональны, правые — нет.
Что должно остаться после урока
Уравнение равносильные преобразования и проверка особых случаев
Неравенство смена знака при делении или умножении на отрицательное число
Система выбор рационального метода: подстановки или сложения