Лінійні рівняння та нерівності
Рівняння — це рівність із невідомим. Корінь рівняння — таке значення невідомого, що перетворює рівність на правильну числову рівність. Розв'язати рівняння — означає знайти всі його корені або довести, що їх немає.
Лінійне рівняння — найпростіше з усіх, але саме воно задає стандарт роботи, який повторюватиметься до кінця курсу: перенести, звести подібні, поділити. Ба більше, переважна частина складніших рівнянь — квадратних, дробових, показникових — зрештою зводиться до лінійного. Тому вправність тут окупається в кожній наступній темі.
Рівносильні перетворення
Два рівняння рівносильні, якщо мають однакові корені. Корені не змінюються, якщо:
- перенести доданок з однієї частини в іншу зі зміною знака;
- помножити або поділити обидві частини на одне й те саме число, відмінне від нуля.
Уяви рівняння як терези: що б ти не робив, обидві шальки треба змінювати однаково, інакше рівновага (рівність) порушиться. Покрути повзунки нижче — і добери пробне , щоб терези зрівноважились.
Застереження «відмінне від нуля» не формальність. Множення на нуль перетворює будь-яке рівняння на тотожність , а ділення на нуль просто не визначене. Саме тому в рівняннях зі змінною в знаменнику доводиться окремо стежити за ОДЗ.
Лінійне рівняння
Лінійне рівняння — це рівняння виду
де , — числа, — невідоме. Якщо , рівняння має єдиний корінь:
Особливі випадки при :
- і — коренів немає;
- — будь-яке число є коренем (безліч розв'язків).
Графік — пряма. Корінь рівняння — це абсциса точки, де пряма перетинає вісь . Поекспериментуй: при пряма горизонтальна й перетину з немає (крім випадку ).
Три випадки з і — улюблений сюжет завдань із параметром. Формулювання «за якого значення рівняння не має коренів» майже завжди означає, що треба прирівняти коефіцієнт при до нуля й перевірити, що вільний член при цьому нулю не дорівнює.
Як розв'язувати: алгоритм
Щоб розв'язати рівняння, що зводиться до лінійного:
- розкрий дужки;
- перенеси всі члени з в одну частину, числа — в іншу (зі зміною знака);
- зведи подібні: отримаєш ;
- поділи обидві частини на (якщо ).
Розв'яжемо .
- Розкриваємо дужки: ;
- переносимо члени з вліво, числа вправо: ;
- зводимо подібні: ;
- ділимо на : .
Перевірка: ліва частина , права ✅.
Розв'яжемо .
- Множимо обидві частини на спільний знаменник : ;
- дістаємо ;
- розкриваємо дужки: ;
- зводимо подібні: , отже .
Відповідь: . Зверни увагу на крок 2: множник діє на весь чисельник , тому дужки обов'язкові — без них загубився б знак.
Ділити обидві частини можна лише на число, що не дорівнює нулю. Якщо після зведення коефіцієнт біля виявився нульовим — це сигнал перевірити особливі випадки, а не ділити на нуль.
Розв'яжемо .
- Розкриваємо дужки: ;
- переносимо: ;
- зводимо подібні: .
Жодне число, помножене на нуль, не дасть , тому коренів немає. Якби праворуч вийшов нуль (), навпаки — коренем було б будь-яке число.
Типові помилки
- Не змінюють знак при перенесенні. Доданок, що переходить через знак рівності, обов'язково змінює знак на протилежний.
- Розкривають дужки з мінусом неуважно. Мінус перед дужкою змінює знак кожного доданка всередині.
- Ділять на коефіцієнт, не перевіривши, чи він нульовий.
- Множать на спільний знаменник не всі доданки. Множити треба кожен член обох частин, включно з тими, що без дробу.
- Не перевіряють відповідь. Підстановка кореня у вихідне рівняння займає кілька секунд і ловить майже будь-яку арифметичну помилку.
Перевір себе
Відповідь — одне число. Дробові корені вводь як 3/4 або 0.75.
Від'ємні — зі знаком мінус: -2.