Числові рівності, властивості істинних числових рівностей

Означення. Два числові вирази а і b, сполучені знаком «=» (дорівнює) називають числовою рівністю і позначають через а = b.

Наприклад. 2 + 5 = 7; 24 : 6 + 1 = 3.

Кожна числова рівність – це висловлення, яке може бути істинним або хибним. Числова рівність є істинною, якщо числові значення виразів,що стоять в лівій і правій частинах, рівні.

Властивості істинних числових рівностей

Відношення «дорівнює» на множині R володіє властивостями:

1) рефлективності: Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru

2) симетричності: Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru

3) транзитивності: Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru

Отже, це відношення є відношенням еквівалентності.

5) монотонність множення : Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru

(Якщо обидві частини істинної числової рівності помножимо на один і той же числовий вираз, який має смисл, то отримаємо також істинну числову рівність).

Числові нерівності, властивості істинних числових нерівностей

Означення. Два числові вирази а і b, сполучені знаками «>» (більше) або «<» (менше) називають числовою нерівністю:

a > b або a < b – числові нерівності.

Наприклад. 45 > 23 + 12; 5 · 7 < 5 · 8; 200 < 300 – 100.

Нерівності – це також висловлення, які можуть бути істинними або хибними.

Властивості істинних числових нерівностей

Відношення «менше» на множині R володіє властивостями:

1) антисиметричності: Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru , Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru

2) транзитивності: Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru ;

3) монотонність додавання: Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru ;

(Якщо до обох частин істинної числової нерівності додати один і той же числовий вираз, який має смисл, то отримаємо також істинну числову нерівність.)

4) монотонність множення: Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru

(Якщо обидві частини істинної числової нерівності помножимо на один і той же числовий вираз, який має смисл і приймає додатні значення, то отримаємо також істинну числову нерівність).

5) монотонність множення: Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru

(Якщо обидві частини істинної числової нерівності помножимо на один і той же числовий вираз, який має смисл і приймає від’ємні значення, то, щоб отримати істинну числову нерівність, необхідно знак нерівності змінити на протилежний).

Рівняння та їх властивості. Нерівності, що містять змінну

План

1. Рівняння з однією змінною.

2. Рівносильність рівнянь.

3. Нерівності з однією змінною.

4. Рівносильність нерівностей.

Рівняння з однією змінною

Якщо взяти два вирази зі змінними Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru і Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru і з’єднати їх знаком «=», то отримаємо речення Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru . Воно містить змінну х. Якщо замість змінної х підставити певні значення, то речення перетвориться у висловлення, які можуть бути істинними або хибними. Так, якщо х = 4, то висловлення Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru істинне; якщо х = 3, то висловлення Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru хибне. Тому речення Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru є висловлювальна форма.

Означення.Нехай f (х) і g (x) – два вирази зі змінною х і областю визначення X. Тоді висловлювальна форма виду f (х) = g (x) називається рівнянням з однією змінною.

Значення змінної х із множини X, при якому рівняння перетворюється у істинну числову рівність, називається коренем або розв’язком рівняння.

Розв’язати рівняння – значить знайти множину розв’язків (коренів) рівняння.

Щоб розв’язати рівняння, його перетворюють, використовуючи теореми про рівносильність рівнянь або тотожні перетворення виразів.

Рівносильність рівнянь

Означення. Два рівняння, множини розв’язків яких на певній множині М збігаються, називаються рівносильними.

Наприклад, рівняння Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru і Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru рівносильні на множині R, бо множина коренів першого рівняння {1} і множина коренів другого рівняння{1},тобто множини коренів рівні.

Теорема 1. Нехай рівняння f (х) = g (x) задано на множині Х і h (х) – вираз, який визначений на тій же множині Х. Тоді рівняння Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru і дане рівняння f (х) = g (x) рівносильні.

Доведення. Нехай Т1 множина розв’язків рівняння (1), а Т2 множина розв’язків рівняння (2). Покажемо, що множини коренів рівні.

Нехай число а є коренем рівняння (1). Тоді Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru і при підстановці у рівняння (1) обертає його у істинну числову рівність: f (а) = g (а), а вираз h (х) у числовий вираз Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru . Додамо до обох частин рівності f (а) = g (а) вираз Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru . Отримаємо істинну числову рівність Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru , а це означає, що а є коренем рівняння (2). Отже, кожен корінь рівняння (1) є коренем рівняння (2). Аналогічно можна показати, що кожен корінь Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru рівняння (2) є коренем рівняння (1). За доведенням Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru і дані рівняння рівносильні.

Теорема 2. Нехай рівняння f (х) = g (x) задано на множині Х і h (х) – вираз, який визначений на тій же множині Х і який не перетворюється на нуль ні при яких значеннях х із множини Х. Тоді рівняння Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru і дане рівняння Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru рівносильні.

Доведення аналогічне до доведення першої теореми.

При розв’язуванні рівнянь частіше використовуються не самі теореми, а наслідки з них.

Наслідки з теорем про рівносильність рівнянь

До теореми 1

1. Якщо до обох частин рівняння додати одне й те саме число, то дістанемо рівняння, рівносильне даному.

2. Якщо в рівнянні перенести доданок з однієї частини в другу, змінивши його знак на протилежний, то дістанемо рівняння, рівносильне даному.

До теореми 2

3. Якщо обидві частини рівняння помножити (або поділити) на одне і те саме число, відмінне від нуля, то дістанемо рівняння, рівносильне даному.

Наприклад. Розв’язати рівняння: Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru

1. Зведемо до спільного знаменника вираз у лівій частині рівняння. Це тотожне перетворення виразу. Дістанемо рівняння, рівносильне даному:

Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru ;

2. Зведемо подібні доданки. Це тотожне перетворення виразу. Дістанемо рівняння, рівносильне даному:

Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru

3. За наслідком (3) з теорем про рівносильність рівнянь помножимо обидві частини рівняння на 6. Дістанемо рівняння, рівносильне даному:

Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru

4. За наслідком (1) з теорем про рівносильність рівнянь перенесемо вираз 6х з правої частини рівняння в ліву, а число 16 – з лівої частини рівняння в праву, змінивши їх знаки на протилежні. Дістанемо рівняння, рівносильне даному:

Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru

5. Зведемо подібні в лівій частині рівняння. Це тотожне перетворення, тому дістанемо рівняння, рівносильне даному:

Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru

6. Поділимо ліву і праву частини рівняння на 9. За наслідком (3) дістанемо рівняння рівносильне даному.

Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru ; Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru

Отже, множина розв’язків рівняння складається з одного числа Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru , тобто { Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru }.

В початковому курсі математики розглядаються найпростіші рівняння виду: Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru ; Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru ; Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru ; Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru ; Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru , де а і b – цілі невід’ємні числа, х – змінна та рівняння на дві дії. Поняття рівняння вводиться неявно, через текст, тобто контекстуально. Розв’язуються такі рівняння в початковій школі на основі знань учнів залежностей між компонентами і результатом дій.

Наприклад. Розв’язати рівняння: Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru . Невідоме знаходиться у діленому. Щоб знайти ділене, треба частку помножити на дільник. Дістанемо рівняння: Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru . Невідомий перший доданок; щоб його знайти, треба від суми відняти другий доданок. Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru ; Числові рівності, властивості істинних числових рівностей - student2.ru . Отже, розв’язком рівняння є число 32.

Наши рекомендации