Chapter 11 of 30
Linjära ekvationer och balansmetoden
En okänd storhet kan isoleras utan gissningar när ekvationen behandlas som en balansvåg. Metoderna utvecklas från enkla ettstegsekvationer till variabler och parenteser på båda sidor.
Ekvationen som en balansvåg
Likhetstecknet visar balans
En ekvation säger att två uttryck har samma värde. I `x + 4 = 11` är vänster led och höger led lika stora. Likhetstecknet betyder inte "här kommer svaret".
Samma sak i båda leden
Föreställ dig en balansvåg. För att vågen ska fortsätta vara i balans måste varje operation göras på båda leden. Du får inte bara ändra ena sidan.
Isolera variabeln
Ta bort 4 från båda leden: `x + 4 - 4 = 11 - 4`, alltså `x = 7`. Talet 7 är lösningen eftersom det gör ekvationen sann. `L = {7}`.
Ettstegsekvationer i praktiken
Motsatta operationer
För att isolera `x` använder du motsatt operation: addera till subtraktion, subtrahera från addition, dividera vid multiplikation och multiplicera vid division.
Exempel: x - 9 = 14
Addera 9 i båda leden: `x - 9 + 9 = 14 + 9`. Då återstår `x = 23`. Du har tagit bort termen `-9` utan att rubba balansen.
Exempel: 6x = 42
Dividera båda leden med 6: `6x / 6 = 42 / 6`, alltså `x = 7`. Att subtrahera 6 vore fel operation, eftersom 6 är en faktor.
Flera steg och tydlig arbetsgång
Ångra i omvänd ordning
I `3x + 5 = 26` har `x` först multiplicerats med 3 och därefter fått 5 adderat. Ta därför först bort `+5` och dela sedan med 3.
Steg för steg
`3x + 5 = 26` blir `3x = 21` när 5 subtraheras i båda leden. Dividera sedan med 3: `x = 7`. Varje rad ska behålla balansen.
Ekvivalenta ekvationer
Ekvationer som har samma lösningsmängd är ekvivalenta. Kontrollera vid varje steg: Har jag utfört samma operation i båda leden?
Parenteser: förenkla före eller under lösningen
Parentesens regel
I `4(x - 3)` ska 4 multipliceras med båda termerna: `4x - 12`. Detta är distributiva lagen: `a(b + c) = ab + ac`.
Kort väg
För `4(x - 3) = 20` kan du dividera med 4 direkt: `x - 3 = 5`. Addera sedan 3 i båda leden och få `x = 8`.
Vanlig minussfälla
`-3(x - 2)` blir `-3x + 6`. Minustecknet påverkar båda produkterna. Skriv ut varje multiplikation om du känner dig osäker.
Snabbkontroll: första balanseringen
Vilket steg är korrekt?
Välj den rad som kan följa direkt efter `5x - 7 = 18`. Fokusera på den första operationen och på att balansen bevaras.
Vilken rad är korrekt direkt efter `5x - 7 = 18`?
- `5x = 25`
- `x - 7 = 18 / 5`
- `5x = 11`
- `x = 18 + 7`
Show Answer
Answer: A) `5x = 25`
Addera 7 i båda leden: `5x - 7 + 7 = 18 + 7`, vilket ger `5x = 25`. Först därefter dividerar du båda leden med 5 och får `x = 5`.
Variabel i båda leden
Samla variablerna
I `5x + 4 = 2x + 19` finns `x` i båda leden. Subtrahera `2x` i båda leden för att samla variabeltermerna: `3x + 4 = 19`.
Fortsätt isolera
Subtrahera 4 i båda leden: `3x = 15`. Dividera sedan med 3: `x = 5`. Att samla termer förenklar innan du delar.
Inte magiskt teckenbyte
En term "byter" inte sida av sig själv. När `2x` försvinner från höger har du subtraherat `2x` från båda leden. Det förklarar tecknen.
En vardagsmodell med två led
Skapa en ekvation
Låt `x` vara antal hyrfilmer. Tjänst A kostar `79 + 12x` och B kostar `25x`. Lika kostnad beskrivs med `79 + 12x = 25x`.
Lös brytpunkten
Subtrahera `12x`: `79 = 13x`. Dividera med 13: `x = 79 / 13 ≈ 6,08`. Det är den matematiska punkten där kostnaderna möts.
Tolka svaret
Antal filmer är vanligen heltal. Vid 6 filmer är B billigast, vid 7 filmer är A billigast. Kontrollera alltid vad lösningen betyder i uppgiftens sammanhang.
Ekvationer med bråk
Bråk är division
`x / 3` betyder att `x` divideras med 3. I `x / 3 + 2 = 7` tar du först bort 2 och multiplicerar sedan båda leden med 3.
Flera nämnare
I `x / 2 + x / 3 = 10` är MGM för 2 och 3 lika med 6. Multiplicera varje term med 6: `3x + 2x = 60`.
Undvik bråkfällan
`x / 2 + x / 3` är inte `2x / 5`. Nämnare adderas inte så. Använd gemensam nämnare eller multiplicera hela ekvationen med MGM.
Kombinerad ekvation: parentes, bråk och x i båda leden
Välj MGM
I `(2x - 4) / 3 + 1 = x / 2` är nämnarna 3 och 2. MGM är 6. Multiplicera därför varje term i båda leden med 6.
Förenkla metodiskt
Efter multiplikation: `2(2x - 4) + 6 = 3x`. Utveckla och förenkla: `4x - 8 + 6 = 3x`, alltså `4x - 2 = 3x`.
Pröva i originalet
Lösningen blir `x = 2`. Sätt in i originalet: vänster led blir 1 och höger led blir 1. Prövning i originalekvationen bekräftar svaret.
Begrepp att kunna
Repetera centrala ord
Vänd korten och försök formulera definitionen innan du läser svaret. Koppla varje begrepp till en egen ekvation.
- Ekvation
- Ett påstående att två uttryck har samma värde, till exempel `3x + 2 = 14`.
- Led
- Ett av uttrycken på varsin sida om likhetstecknet. I `x + 4 = 11` är `x + 4` vänster led och 11 höger led.
- Lösning
- Ett värde på variabeln som gör ekvationen sann.
- Lösningsmängd
- Mängden av alla värden som löser ekvationen, till exempel `L = {7}`.
- Balansmetoden
- Att göra samma tillåtna operation i båda leden för att behålla en ekvations lösningsmängd.
- MGM
- Minsta gemensamma multipel. Används ofta för att ta bort flera nämnare i en ekvation med bråk.
- Prövning
- Att sätta in den erhållna lösningen i originalekvationen och kontrollera att båda leden får samma värde.
Avslutande utmaning
Välj både rätt lösning och rätt metod
Lös ekvationen på papper först. Leta efter ett lämpligt första steg: parentesen kan utvecklas, och därefter behöver variabeltermer samlas.
Vilket är rätt värde på x i `3(x + 2) = x + 14`?
- `x = 2`
- `x = 4`
- `x = 6`
- `x = 8`
Show Answer
Answer: B) `x = 4`
Utveckla parentesen: `3x + 6 = x + 14`. Subtrahera `x` i båda leden: `2x + 6 = 14`. Subtrahera 6: `2x = 8`. Dividera med 2: `x = 4`. Prövning: `3(4 + 2) = 18` och `4 + 14 = 18`.
Key Terms
- MGM
- Minsta gemensamma multipel, ett tal som är delbart med alla aktuella nämnare.
- ekvation
- Ett påstående att vänster led och höger led har samma värde.
- lösning
- Ett värde på variabeln som gör ekvationen sann.
- variabel
- En symbol, ofta x, som representerar ett okänt eller varierande tal.
- prövning
- Kontroll där en lösning sätts in i originalekvationen.
- höger_led
- Uttrycket till höger om likhetstecknet i en ekvation.
- vänster_led
- Uttrycket till vänster om likhetstecknet i en ekvation.
- balansmetoden
- Metoden att utföra samma operation i båda leden för att bevara ekvationens balans.
- lösningsmängd
- Mängden av samtliga värden som löser ekvationen.
- distributiva_lagen
- Regeln `a(b + c) = ab + ac`, som används för att utveckla parenteser.
- ekvivalenta_ekvationer
- Ekvationer som har samma lösningsmängd.