2.1 Leysið jöfnur með því að draga sömu tölu frá eða leggja sömu tölu við báðar hliðar – Grunnatriði algebru, 2. útgáfa (IS) | Námsgögn
22 Lausnir línulegra jafna og ójafna
2.1 Leysið jöfnur með því að draga sömu tölu frá eða leggja sömu tölu við báðar hliðar
2.1 Leysið jöfnur með því að draga sömu tölu frá eða leggja sömu tölu við báðar hliðar
Námsmarkmið
Að loknum þessum hluta eigið þið að geta:
Sannreynt lausn jöfnu
Leyst jöfnur með því að draga sömu tölu frá eða leggja sömu tölu við báðar hliðar
Leyst jöfnur sem þarf að einfalda
Sett orðalag fram sem jöfnu og leyst hana
Sett hagnýt verkefni fram með jöfnum og leyst þau
Sannreynið lausn jöfnu
Að leysa jöfnu líkist því að finna lausn á gátu. Markmiðið er að finna það gildi eða þau gildi breytunnar sem gera báðar hliðar jöfnunnar jafnar og gefa þannig sanna fullyrðingu. Sérhvert gildi breytunnar sem gerir jöfnuna sanna kallast lausn jöfnunnar. Það er svarið við gátunni.
Dæmi 2.1
Ákvarðið hvort sé lausn jöfnunnar .
Lausn
Þar sem lausn jöfnu er gildi breytunnar sem gerir jöfnuna sanna byrjum við á að setja gildi hugsanlegrar lausnar inn fyrir breytuna.
Margfaldið.
Dragið frá.
Þar sem gefur sanna jöfnu (4 er í raun jafnt 4) er lausn jöfnunnar .
Leysið jöfnur með því að draga sömu tölu frá eða leggja sömu tölu við báðar hliðar
Við notum líkan til að skýra ferlið við að leysa jöfnu. Umslag táknar breytuna, þar sem innihald þess er óþekkt, og hver talningarskífa táknar töluna einn. Við leggjum eitt umslag og nokkrar talningarskífur á vinnusvæðið eins og sýnt er á mynd 2.2. Á báðum hliðum vinnusvæðisins er sami fjöldi talningarskífa en nokkrar þeirra eru „faldar“ í umslaginu. Getið þið sagt hve margar talningarskífur eru í umslaginu?
Mynd 2.2. Myndin sýnir líkan af jöfnu með einni breytu. Vinstra megin á vinnusvæðinu er óþekkt stærð, táknuð með umslagi, og þrjár talningarskífur en hægra megin eru átta talningarskífur.
Hvað eruð þið að hugsa? Hvaða skref takið þið í huganum til að finna hve margar talningarskífur eru í umslaginu?
Ef til vill hugsið þið: „Ég þarf að fjarlægja 3 talningarskífurnar neðst til vinstri svo að umslagið standi eitt eftir. Para má 3 skífurnar vinstra megin við 3 skífur hægra megin og því má taka þær af báðum hliðum. Þá verða fimm eftir hægra megin og því hljóta 5 talningarskífur að vera í umslaginu.“ Sjá mynd 2.3 til skýringar á þessu ferli.
Mynd 2.3. Myndin sýnir líkan til að leysa jöfnu með einni breytu. Þrjár talningarskífur eru fjarlægðar af báðum hliðum vinnusvæðisins. Þá stendur óþekkta stærðin, táknuð með umslagi, ein eftir vinstra megin og fimm talningarskífur hægra megin. Óþekkta stærðin er því jöfn fimm.
Hvaða algebrujafna lýsir þessum aðstæðum? Á mynd 2.4 táknar hvor hlið vinnusvæðisins stæðu og miðlínan kemur í stað jafnaðarmerkisins. Við látum tákna innihald umslagsins.
Mynd 2.4. Myndin sýnir líkan af jöfnunni .
Ritum nú með algebrutáknum skrefin sem við tókum til að finna hve margar talningarskífur voru í umslaginu:
Fyrst fjarlægðum við þrjár talningarskífur frá báðum hliðum.
Þá stóðu fimm eftir.
Sannprófun:
Fimm talningarskífur í umslaginu og þrjár í viðbót eru samtals átta.
Líkanið hefur gefið okkur hugmynd um hvernig leysa má eina gerð jafna. Markmiðið er að einangra breytuna öðrum megin við jafnaðarmerkið. Til að leysa slíkar jöfnur notum við regluna um að draga sömu tölu frá báðum hliðum jöfnu.
Skoðum hvernig þessi regla er notuð til að leysa jöfnu. Munið að markmiðið er að einangra breytuna öðrum megin við jafnaðarmerkið. Við sannreynum lausnir okkar með því að setja gildið inn í jöfnuna og ganga úr skugga um að fullyrðingin sé sönn.
Dæmi 2.2
Leysið:
Lausn
Til að einangra y drögum við 37 frá báðum hliðum samkvæmt frádráttarreglu jafnaðar.
Dragið 37 frá báðum hliðum til að snúa samlagningunni við.
Einfaldið.
Sannprófun:
Setjið inn y = −50
Þar sem gerir að sannri fullyrðingu höfum við fundið lausn jöfnunnar.
Hvað gerist þegar tala er dregin frá breytunni, eins og í jöfnunni ? Þá notum við aðra jafnaðarreglu. Við viljum einangra breytuna og leggjum því töluna við báðar hliðar til að snúa frádrættinum við. Til þess notum við samlagningarreglu jafnaðar.
Í dæmi 2.2 var 37 lagt við y og því drógum við 37 frá til að snúa samlagningunni við. Í dæmi 2.3 þurfum við að snúa frádrætti við með samlagningarreglu jafnaðar.
Dæmi 2.3
Leysið:
Lausn
Leggið 28 við báðar hliðar til að snúa frádrættinum við.
Einfaldið.
Sannprófun:
Setjið inn a = −9
Lausn jöfnunnar a − 28 = −37 er a = −9 .
Dæmi 2.4
Leysið:
Lausn
Notið samlagningarreglu jafnaðar.
Finnið minnsta samnefnarann til að leggja saman brotin hægra megin.
Einfaldið.
Sannprófun:
Setjið inn x = .
Dragið frá.
Einfaldið.
Lausn jöfnunnar x − = er x = .
Í næsta dæmi er jafna með tugabrotum.
Dæmi 2.5
Leysið:
Lausn
Notið samlagningarreglu jafnaðar.
Leggið saman.
Sannprófun:
Látum n = −3.57.
Leysið jöfnur sem þarf að einfalda
Í dæmunum á undan gátum við einangrað breytuna með einni reikniaðgerð. Flestar jöfnur sem við rekumst á í algebru krefjast fleiri skrefa. Yfirleitt þarf að einfalda aðra eða báðar hliðar jöfnu áður en frádráttar- eða samlagningarregla jafnaðar er notuð.
Ávallt skal einfalda eins mikið og hægt er áður en reynt er að einangra breytuna. Að einfalda stæðu merkir að framkvæma allar reikniaðgerðir hennar. Einfaldið eina hlið jöfnunnar í einu. Athugið að einföldun er annað ferli en það að leysa jöfnu með því að beita sömu reikniaðgerð á báðar hliðar.
Dæmi 2.6
Hvernig leysa á jöfnur sem þarf að einfalda
Leysið:
Lausn
Dæmi 2.7
Leysið:
Lausn
Við einföldum báðar hliðar jöfnunnar eins mikið og hægt er áður en við reynum að einangra breytuna.
Beitið dreifireglunni vinstra megin.
Notið víxlregluna til að endurraða liðunum.
Sameinið samkynja liði.
Hvor hlið er nú einfölduð eins mikið og hægt er. Einangrið næst n.
Snúið frádrættinum við með samlagningarreglu jafnaðar.
Leggið saman.
Sannprófið. Setjið n = 12.
Lausn jöfnunnar 5 ( n − 4 ) − 4 n = −8 er n = 12 .
Dæmi 2.8
Leysið:
Lausn
Við einföldum báðar hliðar jöfnunnar áður en við einangrum breytuna.
Beitið dreifireglunni báðum megin.
Notið víxlreglu samlagningar.
Sameinið samkynja liði.
Hvor hlið er nú einfölduð eins mikið og hægt er. Einangrið næst y.
Snúið frádrættinum við með samlagningarreglu jafnaðar.
Leggið saman.
Sannprófið. Látum y = −1.
Lausn jöfnunnar 3 ( 2 y − 1 ) − 5 y = 2 ( y + 1 ) − 2 ( y + 3 ) er y = −1 .
Setjið orðalag fram sem jöfnu og leysið hana
Til að leysa hagnýt verkefni með algebru byrjum við á að þýða íslenskar setningar yfir í jöfnur. Fyrsta skrefið er að leita að orðinu eða orðunum sem tákna jafnaðarmerki. Tafla 2.1 sýnir nokkur algeng slík orð og orðasambönd.
Jafnt og =
erer jafnt oger sama ogniðurstaðan ergefurvarverður
Skrefin sem við notum til að setja setningu fram sem jöfnu eru talin upp hér á eftir.
Dæmi 2.9
Þýðið og leysið: Ellefu meira en x er jafnt og 54.
Lausn
Þýðið.
Dragið 11 frá báðum hliðum.
Einfaldið.
Sannprófun: Er 54 ellefu meira en 43? 43 + 11 = ? 54 54 = 54 ✓
Setjið hagnýt verkefni fram sem jöfnur og leysið þau
Flestar spurningar sem krefjast algebrulegrar lausnar spretta af aðstæðum úr daglegu lífi. Í upphafi er spurningin sett fram á venjulegu máli en ekki með stærðfræðitáknum. Því er mikilvægt að geta sett hversdagslegar aðstæður fram á algebrumáli.
Við byrjum á að endursegja verkefnið í einni setningu, skilgreina breytu og þýða síðan setninguna yfir í jöfnu sem við leysum. Veljið bókstaf fyrir breytuna sem minnir á það sem leitað er að. Til dæmis mætti nota m fyrir fjölda mynta í verkefni um peninga.
Dæmi 2.11
Hvernig setja á hagnýt verkefni fram sem jöfnur og leysa þau
MacIntyre-fjölskyldan safnaði dagblöðum til endurvinnslu í tvo mánuði. Dagblöðin frá báðum mánuðunum vógu samtals 57 pund. Seinni mánuðinn vógu þau 28 pund. Hve mikið vógu dagblöðin fyrri mánuðinn?
Lausn
Dæmi 2.12
Randell greiddi $28,675 fyrir nýja bílinn sinn. Það var $875 undir listaverði. Hvert var listaverð bílsins?
Lausn
Skref 1. Lesið verkefnið.
Skref 2. Finnið hvað leitað er að.
„Hvert var listaverð bílsins?“
Skref 3. Nefnið stærðina sem leitað er að. Veljið breytu til að tákna hana.
Látum s = tákna listaverð bílsins.
Skref 4. Setjið verkefnið fram sem jöfnu. Endursegið það í einni setningu.
$28,675 er $875 undir listaverðinu
Skref 5. Leysið jöfnuna.
$28,675 er $875 undir s 28,675 = s − 875 28,675 + 875 = s − 875 + 875 29,550 = s
Skref 6. Sannprófið svarið. Er upphæðin $875, sem er dregin frá $29,550, jöfn $28,675? 29,550 − 875 = ? 28,675 28,675 = 28,675 ✓
Skref 7. Svarið spurningunni með heilli setningu.
Listaverð bílsins var $29,550.
Verkefni úr hluta 2.1
Æfingin skapar meistarann
Sannreynið lausn jöfnu
Ákvarðið í eftirfarandi verkefnum hvort gefna gildið sé lausn jöfnunnar.
1.
Er lausn jöfnunnar ?
2.
Er lausn jöfnunnar ?
3.
Er lausn jöfnunnar ?
4.
Er lausn jöfnunnar ?
Leysið jöfnur með frádráttar- og samlagningarreglu jafnaðar
Leysið hverja jöfnu í eftirfarandi verkefnum með frádráttar- og samlagningarreglu jafnaðar.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Leysið jöfnur sem þarf að einfalda
Leysið hverja jöfnu í eftirfarandi verkefnum.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
Setjið orðalag fram sem jöfnu og leysið hana
Setjið hvert eftirfarandi orðalag fram sem jöfnu og leysið hana.
51.
Níu meira en er jafnt og 52.
52.
Summan af x og er 23.
53.
Tíu minna en m er .
54.
Þremur minna en y er .
55.
Summan af y og er 40.
56.
Tólf meira en p er jafnt og 67.
57.
Mismunurinn á er 107.
58.
Mismunurinn á er 602.
59.
Mismunurinn á og er .
60.
Mismunurinn á og er .
61.
Summan af og er .
62.
Summan af og er .
Setjið hagnýt verkefni fram sem jöfnur og leysið þau
Setjið hvert eftirfarandi verkefni fram sem jöfnu og leysið það.
63.
Vegalengd: Avril hjólaði samtals 18 mílur, fyrst að heiman á bókasafnið og þaðan á ströndina. Vegalengdin frá heimili Avril að bókasafninu er 7 mílur. Hve langt er frá bókasafninu að ströndinni?
64.
Lestur: Jeff las samtals 54 blaðsíður í kennslubókum sínum í sögu og félagsfræði. Hann las 41 blaðsíður í sögubókinni. Hve margar blaðsíður las hann í félagsfræðibókinni?
65.
Aldur: Dóttir Evu er 15 árum yngri en sonur hennar. Sonur Evu er 22 ára. Hve gömul er dóttir hennar?
66.
Aldur: Faðir Pablos er 3 árum eldri en móðir hans. Móðir Pablos er 42 ára. Hve gamall er faðir hans?
67.
Matarinnkaup: Fyrir afmæliskvöldverð fjölskyldunnar keypti Celeste kalkún sem var 5 pundum léttari en sá sem hún keypti fyrir þakkargjörðarhátíðina. Afmæliskalkúnninn vó 16 pund. Hve mikið vó kalkúnninn fyrir þakkargjörðarhátíðina?
68.
Þyngd: Allie er 8 pundum léttari en tvíburasystir hennar, Lorrie. Allie vegur 124 pund. Hve mikið vegur Lorrie?
69.
Heilsa: Hitastig Connors var 0.7 gráðum hærra í morgun en kvöldið áður. Hitastig hans í morgun var 101.2 gráður. Hvert var hitastig hans kvöldið áður?
70.
Heilsa: Hjúkrunarfræðingurinn sagði að dóttir Triciu hefði þyngst um 4.2 pund frá síðustu skoðun og vægi nú 31.6 pund. Hve mikið vó hún við síðustu skoðun?
71.
Laun: Laun Rons þessa viku voru $17.43 lægri en vikuna áður. Hann fékk $103.76 í laun þessa viku. Hve há voru laun hans vikuna áður?
72.
Kennslubækur: Stærðfræðibók Melissu var $22.85 ódýrari en myndlistarbókin hennar. Stærðfræðibókin kostaði $93.75. Hvað kostaði myndlistarbókin?
Stærðfræði daglegs lífs
73.
Smíðar: Miguel vill bora gat fyrir skrúfu sem er tomma að þvermáli. Þvermál gatsins á að vera tommu minna en þvermál skrúfunnar. Látum tákna þvermál gatsins sem hann á að bora. Leysið jöfnuna til að finna rétt þvermál gatsins.
74.
Bakstur Kelsey þarf bolla af sykri í smákökuuppskriftina. Hún á aðeins bolla og ætlar að fá afganginn lánaðan hjá nágranna sínum. Látum tákna sykurmagnið sem hún fær lánað. Leysið jöfnuna til að finna hve mikinn sykur hún þarf að fá lánaðan.
Ritunarverkefni
75.
Er lausn jöfnunnar ? Hvernig vitið þið það?
76.
Hvert er fyrsta skrefið í lausn ykkar á jöfnunni ?
Sjálfsmat
ⓐ Þegar þið hafið lokið verkefnunum skuluð þið nota þennan gátlista til að meta hve vel þið hafið náð markmiðum hlutans.
ⓑ Ef flest gátmerkin ykkar voru við:
… örugglega. Til hamingju! Þið hafið náð markmiðum þessa hluta. Hugleiðið hvaða námsaðferðir þið notuðuð svo að þið getið beitt þeim áfram. Hvað gerðuð þið til að öðlast öryggi í þessum atriðum? Verið nákvæm.
… með nokkurri hjálp. Bregðast þarf fljótt við því að atriði sem þið náið ekki tökum á verða hindranir á leiðinni að árangri. Stærðfræði byggist upp í röð og hvert viðfangsefni styðst við fyrri þekkingu. Mikilvægt er að tryggja traustan grunn áður en haldið er áfram. Hvern getið þið beðið um hjálp? Samnemendur og kennari geta veitt góða aðstoð. Er hægt að fá aðstoð stærðfræðileiðbeinanda í skólanum? Getið þið bætt námsaðferðir ykkar?
… nei – ég skil þetta ekki! Þetta er alvarlegt og því má ekki hunsa það. Þið þurfið að fá hjálp strax, annars getur efnið fljótt orðið ykkur ofviða. Ræðið sem fyrst við kennarann um stöðuna. Saman getið þið gert áætlun um þá aðstoð sem þið þurfið.