Rozwiązywanie równań [6]

Kategorie: Szkoła podstawowa, Klasy 4-6, Klasa 6 SP, Algebra, Równania

Rozwiązać równanie to inaczej znaleźć liczbę, która go spełnia. W najprostszych przypadkach można po prostu zgadnąć tę liczbę, jednak przy bardziej skomplikowanych przykładach należy skorzystać z innych dostępnych metod.

Najczęściej stosowaną metodą jest metoda równań równoważnych. Polega to na przekształceniu pierwotnego, złożonego równania na szereg prostszych o tych samych rozwiązaniach. Robimy to za pomocą wykonywania działań na obu stronach równania lub poprzez uproszczenie jednej strony. Omówmy teraz prosty przykład równania:

2x + 3 = 7

Jak możemy go rozwiązać? Wygodnie możemy porównać równanie do sytuacji na szalkach wagi.

Z obu szalek zabieramy 3 odważniki. Waga pozostaje w równowadze.

Z obu szalek zabieramy połowę ciężaru. Waga pozostaje w równowadze.

Aby rozwiązać równanie, wykonujemy działania odwrotne do tych, które są w wyrażeniu. Przypomnijmy je sobie:

Działanie Działanie odwrotne
dodawanie (+) odejmowanie (−)
odejmowanie (−) dodawanie (+)
mnożenie (∙) dzielenie (:)
dzielenie (:) mnożenie (∙)

Dosyć ważną własnością równań jest to, że ich strony są przemienne - to znaczy, że można je zamieniać.

2x + 3 = 5 i 5 = 2x + 3 to te same równania.

Zanim przejdziemy do rozwiązywania, rozpatrzmy krótszą formę zapisu naszych obliczeń. Wcześniej przedstawiłem zapis za pomocą ilustracji wag oraz za pomocą strzałek. Jednak najwydajniej jest zapisać kroki w skróconej formie obok równania. Napiszmy nasze obliczenia w tej postaci:

2x + 3
=
7 | − 3
2x
=
4 | : 2
x
=
2

Zapis ten może sprawiać kłopot dla początkujących, ale jest on zdecydowanie bardziej profesjonalny.

Rozwiązywanie równań jednoetapowych

Przykłady
x + 23
=
37 | − 23
x
=
14
x − 14
=
4 | + 14
x
=
18
7x
=
28 | : 7
x
=
4
x3
=
6 | ∙ 3
x
=
18

Równania z liczbami ujemnymi

x + 7
=
2 | − 7
x
=
−5
−5x
=
35 | : (−5)
x
=
−7

Rozwiązaniem równania nie jest zawsze czysta liczba bez części ułamkowej. Przyjrzymy się temu przykładowi:

4x = 9

Wiemy, że 9 nie jest podzielne przez 4. Co należy zrobić? Otóż, wystarczy dopisać kreskę ułamkową i mianownik 4.

4x
=
9 | : 4
x
=
94 | Wyłączamy całości.
x
=
2 14

Nawet współczynnik w równaniu może być ułamkiem. Wtedy stosujemy zasadę: dzieląc przez ułamek, mnożymy przez jego odwrotność.

Przykłady
34x
=
9 | : 34
x
=
12

9 : 34 = 93431 = 12

57x
=
14 | : 57
x
=
19 35

14 : 57 = 14 ∙ 75 = 985 = 19 35

Ćwiczenie 1. Rozwiąż równania. Kliknij przykład, aby wyświetlić rozwiązanie.

a) 8 + x = 17
b) x − 12 = 31
c) 8x = 24
d) x2 = 13
e) x + 7 = 2
f) x − 5 = −8
g) −9x = −81
h) − x7 = 8
i) 1 12 + x = 2 23
j) x37 = 1 12
k) 35x = 11
l) x4 = 59

Rozwiązywanie równań dwuetapowych

Równanie dwuetapowe, to jak nazwa wskazuje - równanie, gdzie trzeba wykonać dwa kroki, aby otrzymać rozwiązanie. Wyobraź sobie, że x to prezent. Gdy mamy np. równanie:

3x + 2 = 8

To 3x jest papierem, w który jest owinięty, a + 2 to wstążka. Rozwiązanie takiego równania możemy porównać do odpakowania prezentu.

3x + 2
=
8 | − 2 (odwijamy wstążkę)
3x
=
6 | : 3 (rozrywujemy papier)
x
=
2

Najmniej ważne działania pozbywamy się jako pierwsze (dodawanie, odejmowanie), a później pozbywamy się mnożenia/dzielenia.

Przykłady
5x − 7
=
3 | + 7
5x
=
10 | : 5
x
=
2
x2 − 4
=
7 | + 4
x2
=
11 | ∙ 2
x
=
22
−3x + 2
=
12 | − 2
−3x
=
10 | : (−3)
x
=
−3 13

Ćwiczenie 2. Rozwiąż równania.

a) 4x + 5 = 21
b) 7x − 9 = 26
c) x3 + 8 = 14
d) −2x + 7 = −9
e) −5x − 4 = 16
f) 12 − 3x = −6
g) 35x + 2 = 11
h) 1 34x − 3 = 11
i) −23x + 5 = 1

Równania, gdzie da się coś uprościć

Zobacz temat: „Upraszczanie wyrażeń algebraicznych [6]”.

Zanim zaczniemy rozwiązywać równanie, warto uprościć oba strony jak najbardziej jak się da.

Przykłady
3x − 4 + 8x + 11
=
84 | Upraszczamy lewą stronę równania.
11x + 7
=
84 | − 7
11x
=
77 | : 11
x
=
7

3 ∙ 4x + 6
=
42 | Upraszczamy lewą stronę równania.
12x + 6
=
42 | − 6
12x
=
36 | : 12
x
=
3

5x + 2x4
=
5 | Upraszczamy lewą stronę równania.
7x4
=
5 | ∙ 4
7x
=
20 | : 7
x
=
2 67

Ćwiczenie 3. Rozwiąż równania.

a) 3x + 5x − 2 = 30
b) 4x + 7x + 3x = 52
c) 6x + 2x4 + 3 = 11
d) 5 ∙ 7x + 2 = 37
e) 9x − 4x + 6x − 5 = 40
f) 10x − 3x + 2x5 = 6

Równania z niewiadomą po obu stronach*

Co należy zrobić, gdy mamy niewiadomą po obu stronach równania? Dane jest równanie:

3x + 2 = x + 7

Czy da się coś odjąć obustronnie, aby pozbyć się x-a? Otóż tak! Najwygodniej jest odjąć wyraz, gdzie x ma najmniejszy współczynnik. W naszym przykładzie jest to x. Po tym przekształceniu mamy do czynienia ze zwykłym równaniem dwuetapowym.

3x + 2
=
x + 7 | − x
2x + 2
=
7 | − 2
2x
=
5 | : 2
x
=
2 12
Przykład
5x − 7
=
2x + 5 | − 2x
3x − 7
=
5 | + 7
3x
=
12 | : 3
x
=
4

Ćwiczenie 4*. Rozwiąż równania.

a) 5x − 7 = 2x + 11
b) 3x + 8 = 7x − 4
c) 2x3 + 5 = x6 + 9

Równania a geometria

Zalecam powtórzyć materiał z kategorii: „Geometria” do tematu pt. „Pole trapezu [6]”.

Równania bardzo często opisują zależności w fizyce, chemii i innych dziedzinach nauki - skupimy się tutaj na geometrii. Przypomnij sobie najważniejsze wzory geometryczne, ponieważ tutaj Ci się przydadzą.

Omówię teraz kilka przykładów związanych z kątami, obwodami i polem.

Przykłady

Kąty. Znajdź miarę kąta α.

Suma miar kątów wokół punktu wynosi 360°, zatem:

5α
=
360 | : 5
α
=
72°

Suma miar kątów w trójkącie. Znajdź x i podaj miary kątów tego trójkąta.

Suma miar kątów w trójkącie wynosi 180°, zatem:

2x + 3x + 80
=
180
5x + 80
=
180 | − 80
5x
=
100 | : 5
x
=
20

Obliczamy kąty: 2x = 2 ∙ 20 = 40, 3x = 3 ∙ 20 = 60.

Miary kątów tego trójkąta to 40°, 60° i 80°.

Obwód figury. Znajdź y, jeżeli obwód sześciokąta na rysunku wynosi 60 cm.

Figura jest złożona z dwóch prostokątów. Da się znaleźć długości boków nieoznaczonych poprzez zsumowanie boków poziomych/pionowych.

2y + y = 3y - długość boku na dole

1,5y + 0,5y = 2y - długość boku po lewej

2y + 0,5y + y + 1,5y + 3y + 2y
=
60
10y
=
60 | : 10
y
=
6 [cm]

Pole trójkąta. Znajdź x (podstawę trójkąta).

Wiadomo, że pole trójkąta wynosi 36 oraz że jego wysokość jest równa 4. Wzór na pole trójkąta:

P = ah2

Wiemy, że h = 4, a możemy wprowadzić oznaczenie, że a = x. Więc:
4x2
=
36 | ∙ 2
4x
=
72 | : 4
x
=
18

Ćwiczenie 5. Ułóż odpowiednie równania i je rozwiąż.

a)
b)
c) Na rysunku przedstawiono kwadrat i prostokąt. Ich obwody są równe.

Zadania

1. Rozwiąż równania.

a) 2 13 + x = 11
b) 3x = 11
c) 14x = −7
d) 4 − x = −3

2. Rozwiąż równania.

a) −4x + 6 = 30
b) 2x − 14 = 6
c) 4 + 5x = 29
d) −8x + 6 = 4
e) 7 −x = 22
f) 13x − 4 = 2

3. Rozwiąż równania.

a) x + 13 = 7
b) 3 − x2 = 12
c) 1 − 3x = 12
d) 12x + 1 = 4

4. Zapisz równania w prostszej postaci i je rozwiąż.

a) 4 ∙ 3x − 7 = 8
b) 6x − 3x + 10 = 1
c) 8x − 3x2 = 10
d) 25x + 6 − x = 9

5. Ułóż i rozwiąż odpowiednie równania.

a) Znajdź liczbę, która powiększona o 4 12 jest równa 7 23.
b) Znajdź liczbę, która zmniejszona cztery razy jest równa 2,7.
c) Pewną liczbę odjęto od 2,4 i otrzymano 7. Jaka to była liczba?
d) Jaka liczba po podwojeniu i odjęciu 10 jest równa samej sobie?

6. Ułóż i rozwiąż odpowiednie równania.

a)
b)
c)

d)

*7. Wyrażenia 2x + 3 i 4x + 1 maja dla pewnej liczby x taką samą wartość. Jaką?

*8. Jeżeli liczbę x zmniejszymy o połowę, a następnie wynik zwiększymy sześciokrotnie otrzymamy kwadrat liczby 9. Znajdź liczbę x.

Poprzedni temat Następny temat
Liczba spełniająca równanie [6] Rozwiązywanie równań [6] Zadania tekstowe [6]

Kategorie: Szkoła podstawowa, Klasy 4-6, Klasa 6 SP, Algebra, Równania