Matematika · II. kötet

Egyenletek és egyenlőtlenségek · 60. lecke

Ekvivalens egyenletek

Ismerd fel a megoldáshalmazt megőrző és azt megváltoztató átalakításokat.

Értsd meg!

Alaphalmaz és megoldáshalmaz

Két egyenlet ugyanazon alaphalmazon ekvivalens, ha pontosan ugyanazok a megoldásai. Az x²=9 és |x|=3 a valós számokon ekvivalens, de az x=3 csak az egyik gyököt tartalmazza. Az alaphalmaz lényeges: nemnegatív valós számokon már ugyanazt a megoldást adják. A megoldást mindig az eredeti feltételekkel együtt értelmezzük.

A modellezés és ellenőrzés menete

A változókat és mértékegységeket előre rögzítjük. A kiszámított eredményt az eredeti helyzetben ellenőrizzük: egy negatív idő vagy hossz matematikai gyök lehet, de nem megengedett válasz.
A változókat és mértékegységeket előre rögzítjük. A kiszámított eredményt az eredeti helyzetben ellenőrizzük: egy negatív idő vagy hossz matematikai gyök lehet, de nem megengedett válasz.

Megengedett mérlegelv

Mindkét oldalhoz ugyanazt az értelmezett kifejezést hozzáadva, vagy ugyanazzal a nem nulla számmal szorozva nem változik a megoldáshalmaz. Változós kifejezéssel osztásnál ellenőrizni kell, hogy nem nulla-e. Az x(x−2)=0 egyenletet x-szel elosztva elveszítenénk az x=0 megoldást. Ilyenkor a nulla esetét külön vizsgáljuk.

Négyzetre emelés

A=B maga után vonja A²=B²-t, de a fordított állítás általában hamis: A és B lehet ellentett is. Négyzetre emelés után ezért hamis gyök keletkezhet. Ha biztosan mindkét oldal nemnegatív, akkor a négyzetre emelés már ekvivalens. A helyes ellenőrzés az eredeti egyenletbe helyettesít, nem csak az utoljára kapottba.

Diszkrimináns és az x tengellyel való metszés

Három különböző, felfelé nyíló parabolát hasonlítunk össze. A kéknek két valós zérushelye van; a zöld az origóban érinti a tengelyt; a narancs minimuma is pozitív, ezért nincs valós gyöke.
Három különböző, felfelé nyíló parabolát hasonlítunk össze. A kéknek két valós zérushelye van; a zöld az origóban érinti a tengelyt; a narancs minimuma is pozitív, ezért nincs valós gyöke.

Amit érdemes megjegyezni

  • Ekvivalencia: azonos alaphalmaz és azonos megoldáshalmaz.
  • Változós osztásnál a nulla esetet külön vizsgáld.

Kidolgozott példák

1. példa

Elvesztett gyök

Oldd meg x(x−4)=0-t!

  1. Szorzat nulla, ha valamelyik tényező nulla.
  2. x=0 vagy x−4=0, tehát 0 és 4.
  3. Ha x-szel osztunk, előbb külön rögzítenünk kell az x=0 esetet.

2. példa

Új gyök a négyzetre emeléstől

Az x−1=3 egyenlet mindkét oldalát négyzetre emeljük.

  1. Az eredeti gyök x=4.
  2. Az (x−1)²=9 egyenletben x−1=±3.
  3. A gyökök 4 és −2; −2 az eredetiben nem jó.

Ellenőrizd magad!

Először önállóan dolgozz! A válaszmezőben törtet billentyűzettel így adhatsz meg: „1/2”, tizedest vesszővel vagy ponttal. Több eredményt pontosvesszővel válassz el (például: 2; 3). Ha a kérdés sorrendet ad meg, kövesd azt. Intervallumot például így írhatsz: [2;3]. Ha a feladat a π együtthatóját kéri, csak a számot add meg. Logikai kérdésnél az „igaz” és „hamis” szavakat is használhatod.

Helyesen megoldva: 0 / 10

1. feladat

Az x²=16 összes valós gyöke?

Megoldás és magyarázat

A pozitív és negatív négyzetgyök is teljesíti.

2. feladat

Az x(x−5)=0 összes valós gyöke?

Megoldás és magyarázat

Mindkét tényező nullává tehető.

3. feladat

A négyzetre emelés mindig ekvivalens. Igaz vagy hamis?

Megoldás és magyarázat

Ellentett számok négyzete is egyenlő.

4. feladat

Az x−2=5 egyenlet gyöke?

Megoldás és magyarázat

x=7; ellenőrizve 7−2=5.

5. feladatBővítő gyakorlás · Alap

Oldd meg: 3(x−2)=18.

Megoldás és magyarázat

Osztva 3-val: x−2=6; x=8.

6. feladatBővítő gyakorlás · Alap

Igaz vagy hamis: x=−3 és x²=9 ekvivalens egyenletek.

Megoldás és magyarázat

A második egyenletnek x=3 is gyöke; a négyzetre emelés bővítette a megoldáshalmazt.

7. feladatBővítő gyakorlás · Alkalmazás

x−3x−3=1 egyenletnél mely x kizárt?

Megoldás és magyarázat

x=3-nál nulla a nevező. Minden más valós szám megoldás.

8. feladatBővítő gyakorlás · Alkalmazás

Oldd meg: (x−3)(x−6)=0.

Megoldás és magyarázat

Legalább egyik tényező nulla, így x=3 vagy x=6.

9. feladatBővítő gyakorlás · Gondolkodtató

Igaz vagy hamis: az egyenlet mindkét oldalához ugyanazt a valós számot adva a megoldáshalmaz nem változik.

Megoldás és magyarázat

Az átalakítás kivonással visszafordítható.

10. feladatBővítő gyakorlás · Gondolkodtató

Oldd meg: x²=3x.

Megoldás és magyarázat

x(x−3)=0 → x=0 vagy x=3. Az x-szel osztás elveszítené a nulla gyököt.

Visszajelzés erről a leckéről

Mennyire volt hasznos? Az értékelést és a megjegyzést csak a tanár látja.

Értékelés, 1–5

Név és e-mail-cím megadása nem szükséges. Más tanulók értékelései és megjegyzései nem jelennek meg ezen az oldalon.