Овладение детьми способом решения уравнений в начальной школе создает прочную основу для дальнейшего обучения алгебры, химии, физики и других предметов.
Начиная с 3-го класса, ученикам встречаются сложные уравнения, но справиться с ними очень просто.
Дети уже умеют решать простые уравнения, читай об этом здесь.
А эта статья будет посвящена решению сложных уравнений в 2-3 действия.
Очень часто родители, желая помочь, объясняют так: вот смотри, сейчас вот это число перенести в другую часть от знака равенства, надо поменять знак на противоположный: было умножение, меняем на деление; было сложение меняем на вычитание.
В начальной школе это объяснение не срабатывает, т.к. ребенок не знаком с законами алгебры.
Как сложное уравнение привести к тому, которые мы уже умеем решать, а именно к уравнению в 1 действие?
Рассмотрим уравнение в 2 действия:
х + 56 = 98 — 2 — оно достаточно легкое.
Здесь особого труда не будет в решении, потому что ребенок сразу догадается, что сначала надо 98-2.
х + 56 = 98 — 2
х + 56 = 96 – это простое уравнение. А его решаем очень быстро!
Сейчас мы рассмотрим уравнение:
Такое уравнение можно решить несколькими способами.
А когда к х + 5 – это число тоже известно.
Мы видим, что у нас получилось самое простое уравнение в 1 действие.
2 • b = 30
А чтобы найти а, нам нужно 30 : на 2.
А b не что иное, как х + 5.
х + 5 = 30 : 2
х + 5 = 15
х = 15 – 5
х = 10
Проверку делаем как обычно: переписываем первое уравнение: 2 • (10 + 5) = 30.
30 – переписываем, а левую часть считаем — будет 30.
30 = 30, значит, уравнение решили правильно.
При решении таких сложных уравнений самое главное – понять, что заменить на другое неизвестное число. Когда в уравнении всего 2 действия – это очень просто.
Наше уравнение 2 • (х + 5) = 30 читаем так: число 2 умножить на сумму х и пяти, получится 30. В данном случае – нам неизвестна сумма, чтобы ее найти, надо 30:2.
48 : (16 – а) = 4.
Если опять заменять часть уравнения другим неизвестным числом, можно запутаться. Поэтому легче использовать взаимосвязи компонентов и результата действия: число 48 разделить на разность.
Нам неизвестна разность, поэтому сначала нужно узнать чему она равна. Надо 48 : 4.
16 — а = 48 : 4
16 — а = 12 – это простое уравнение.
а = 16 — 12
а = 4
Проверка: 48 : (16 — 4) = 4
Давайте посмотрим еще одно:
Из 96 надо вычесть разность с и 16. Чтобы найти разность, надо 96-94.
Проверка: 96 — (16 — 14) = 94
А сейчас мы переходим к тем уравнениям, у которых не 2, а 3 действия. Как же нам поступать в этом случае? При решении таких сложных уравнения используем знания порядка выполнения действий в выражениях со скобками и без них.
Рассмотрим уравнение: 36 – (8 • у + 5) = 7
Прежде всего, нужно внимательно оценить левую часть уравнения: ту, которая с неизвестным числом. Вы должны четко себе представить какое вы будете делать действие первым, какое – вторым, какое – третьим: сначала делается умножение, потом сложение и последним – вычитание.
И вот то, которое вы будете делать третьим, с него и начнем, т.е. начинаем упрощать уравнение с последнего действия. Последнее действие – вычитание. С него и начнем: из числа 36 вычесть то, что в скобках и получим 7.
Значит, то что в скобках – вычитаемое, чтобы его найти, надо 36 — 7.
По правилам математики в данной записи скобки – не ставим.
8 • у + 5 = 29 – уравнение сложное. Нужно его упростить. Данное уравнение читаем так: к произведению 8 и у прибавили 5 и получилось 29. Нам неизвестно произведение, чтобы его найти, надо 29-5.
8 • у = 24 – это уравнение простое.
Итак: 7 = 7. Значит, уравнение решили правильно.
(36 + d) : 4 + 8 = 18. Определяем порядок действий: первое – сложение в скобках, второе – деление, третье сложение вне скобок. Значит, все, что до 8 – это первое слагаемое, чтобы его найти, надо 18 — 8
(36 + d) : 4 = 10 – уравнение сложное, теперь последнее действие — :, значит
36 + d = 40 – уравнение простое и его мы решаем легко!
Для удобства и быстроты решения сложных уравнений можете пользоваться данной памяткой
Дело в том, что при кажущейся сложности, если внимательно изучить все приемы, которые я вам сегодня показала, эти уравнения дети будете щелкать как семечки. Обязательно напишите в комментариях, какой способ вам более удобен.
Статья находится на проверке у методистов Skysmart. Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат (в правом нижнем углу экрана).
Понятие уравнения
Понятие уравнения обычно проходят в самом начале школьного курса алгебры. Его определяют, как равенство с неизвестным числом, которое нужно найти.
В школьной программе за 7 класс впервые появляется понятие переменных. Их принято обозначать латинскими буквами, которые принимают разные значения. Исходя из этого можно дать более полное определение уравнению.
Уравнение — это математическое равенство, в котором неизвестна одна или несколько величин. Значение неизвестных нужно найти так, чтобы при их подстановке в пример получилось верное числовое равенство.
Например, возьмем выражение 2 + 4 = 6. При вычислении левой части получается верное числовое равенство, то есть 6 = 6.
Уравнением можно назвать выражение 2 + x = 6, с неизвестной переменной x, значение которой нужно найти. Результат должен быть таким, чтобы знак равенства был оправдан, и левая часть равнялась правой.
Корень уравнения — то самое число, которое при подстановке на место неизвестной уравнивает выражения справа и слева.
Равносильные уравнения — это те, в которых совпадают множества решений. Другими словами, у них одни и те же корни.
Решить уравнение значит найти все возможные корни или убедиться, что их нет.
Решить уравнение с двумя, тремя и более переменными — это два, три и более значения переменных, которые обращают данное выражение в верное числовое равенство.
Какие бывают виды уравнений
Уравнения могут быть разными, самые часто встречающиеся — линейные и квадратные.
Особенность преобразований алгебраических уравнений в том, что в левой части должен остаться многочлен от неизвестных, а в правой — нуль.
Линейное уравнение выглядит так
ах + b = 0, где a и b — действительные числа.
Что поможет в решении:
Система уравнений — это несколько уравнений, для которых нужно найти значения неизвестных. Она имеет вид ax + by + c = 0 и называется линейным уравнением с двумя переменными x и y, где a, b, c — числа.
Решением этого уравнения называют любую пару чисел (x; y), которая соответствует этому выражению и является верным числовым равенством.
Числовой коэффициент — число, которое стоит при неизвестной переменной.
Кроме линейных и квадратных есть и другие виды уравнений, с которыми мы познакомимся в следующий раз:
Онлайн-курсы по математике за 7 класс помогут закрепить новые знания на практике с талантливым преподавателем.
Как решать простые уравнения
Чтобы научиться решать простые линейные уравнения, нужно запомнить формулу и два основных правила.
1. Правило переноса. При переносе из одной части в другую, член уравнения меняет свой знак на противоположный.
Для примера рассмотрим простейшее уравнение: x+3=5
Начнем с того, что в каждом уравнении есть левая и правая часть.
Перенесем 3 из левой части в правую и меняем знак на противоположный.
Можно проверить: 2 + 3 = 5. Все верно. Корень равен 2.
Решим еще один пример: 6x = 5x + 10.
Перенесем 5x из правой части в левую. Знак меняем на противоположный, то есть на минус.
Приведем подобные и завершим решение.
2. Правило деления. В любом уравнении можно разделить левую и правую часть на одно и то же число. Это может ускорить процесс решения. Главное — быть внимательным, чтобы не допустить глупых ошибок.
Применим правило при решении примера: 4x=8.
При неизвестной х стоит числовой коэффициент — 4. Их объединяет действие — умножение.
Чтобы решить уравнение, нужно сделать так, чтобы при неизвестной x стояла единица.
Разделим каждую часть на 4. Как это выглядит:
Теперь сократим дроби, которые у нас получились и завершим решение линейного уравнения:
Рассмотрим пример, когда неизвестная переменная стоит со знаком минус: −4x = 12
Если знак минус стоит перед скобками, и по ходу вычислений его убрали — важно не забыть поменять знаки внутри скобок на противоположные. Этот простой факт позволит не допустить обидные ошибки, особенно в старших классах.
Напомним, что не у каждого линейного уравнения есть решение — иногда корней просто нет. Изредка среди корней может оказаться ноль — ничего страшного, это не значит, что ход решения оказался неправильным. Ноль — такое же число, как и остальные.
Способов решения линейных уравнений немного, нужно запомнить только один алгоритм, который будет эффективен для любой задачки.
Чтобы быстрее запомнить ход решения и формулу линейного уравнения, скачайте или распечатайте схему-подсказку — храните ее в телефоне, учебники или на рабочем столе.
А вот и видео «Простейшие линейные уравнения» для тех, кто учиться в 5, 6 и 7 классе.
Примеры линейных уравнений
Теперь мы знаем, как решать линейные уравнения. Осталось попрактиковаться на задачках, чтобы чувствовать себя увереннее на контрольных. Давайте решать вместе!
Пример 1. Как правильно решить уравнение: 6х + 1 = 19.
Пример 2. Как решить уравнение: 5(х — 3) + 2 = 3 (х — 4) + 2х — 1.
5х — 15 + 2 = 3х — 2 + 2х — 1
Ответ: х — любое число.
Пример 3. Решить: 4х = 1/8.
Пример 4. Решить: 4(х + 2) = 6 — 7х.
Пример 5. Решить:
Пример 6. Как решить линейное уравнение: х + 7 = х + 4.
Узнаем, что такое уравнение и как решить уравнение.
Рассмотрим первый пример.
В 5 классе, спортивной школы 14 учеников посещают бассейн, 10 человек занимаются футболом, а остальные увлечены баскетболом. Всего в классе 36 человек. Можно ли узнать, сколько в классе баскетболистов?
Давайте подумаем. Чтобы получить общее количество учеников, нужно сложить количество детей во всех спортивных секциях, то есть: бассейн + футбол + баскетбол = 36. Следует помнить, что мы не знаем количество детей, занимающихся баскетболом. В таких случаях неизвестный компонент принято обозначать прописными буквами латиницы x,y,z.
Получается, 14+10+х=36. Составленное выражение, имеющее неизвестный компонент и называется уравнением. Суммируем известные слагаемые: 14+10=24.
Если от общего количества детей отнять число посещающих бассейн и секцию футбола,то получим количество учеников, посещающих секцию баскетбола.
Следовательно,в классе 12 баскетболистов. Вот так, на самые простые жизненные вопросы, находятся ответы с помощью математических выражений.
Давайте дадим правильное определение понятию уравнение.
Уравнение – это математическое равенство, имеющее неизвестный компонент, обозначаемый на письме буквой латиницы.
Корни уравнения
Корни деревьев, корни растений – это все понятно. А что же такое корни уравнений, для чего они нужны, как их найти?
В саду росло 48 деревьев, несколько деревьев были очень старыми, их пришлось выкорчевать. После этого в саду осталось 22 дерева. Сколько же деревьев выкорчевали?
Мы знаем, общее число деревьев (48), число выкорчеванных деревьев неизвестно (х),так же знаем остаток растущих деревьев (22).Если из общего количества деревьев, вычесть выкорчеванные, то в результате получим число оставшихся. Составим уравнение:
Чтобы ответить на вопрос задачи, нужно из общего количества деревьев (48) вычесть число оставшихся (22) :
Выкорчевали 26 деревьев.
становится верным равенством 48-26=22.
Числовое значение искомого компонента, преобразующее математическое выражение с искомым компонентом, в верное равенство и называют корнем уравнения.
Корень уравнения – точно подобранное число, преобразующее уравнение в верное равенство.
Теперь мы знаем, правильные определения и постараемся их запомнить. А как же найти корень уравнения? Какие действия нужно выполнить? Внимательно прочитав определение корня, приходим к выводу, что определить числовое значение корня можно только подобрав верное значение для искомого компонента, то есть просто решить уравнение!
Решить уравнение – это значит найти все его корни или доказать, что корней нет.
Ну а чтобы такие математические равенства не огорчали вас, рассмотрим основные правила решения уравнений.
Исходя из того, какое математическое действие лежит в основе равенства, подберите правильный способ поиска искомой составляющей!
Нахождение неизвестного компонента в уравнениях со сложением
Дети играли кубиками. Они взяли 15 красных и несколько желтых. Всего у детей было 26 кубиков. Сколько желтых кубиков было у детей?
Чтобы дать верный ответ, важно правильно составить уравнение. Нужно сложить количество красных (15) кубиков и желтых (х) кубиков, а сумма должна равняться 26 кубикам.
В составленном равенстве нужно определить число, удовлетворяющее искомой составляющей. Воспользуемся простым способом.
Чтобы найти неизвестное слагаемое нужно из суммы вычесть известное слагаемое.
Найдем число соответствующее искомой составляющей равенства с применением данного способа:
У детей было 11 желтых кубиков. Мы решили уравнение, то есть, нашли его корни.
Нахождение искомой составляющей в равенствах с вычитанием
На стройку привезли песок. 8 тонн песка использовали. Осталось 23 тонны. Сколько тонн песка привезли на стройку?
Чтобы узнать, сколько песка привезли на стройку нужно составить уравнение.
Сколько песка привезли, мы не знаем, поэтому принимаем за х. Количество использованного и оставшегося песка известно. Если от привезенного количества отнять использованное, то получим оставшееся количество песка:
Помощником в вычислении таких равенств, станет правило:
Чтобы найти неизвестное уменьшаемое, достаточно к вычитаемому прибавить разность.
Используя описанный способ вычислим:
На стройку привезли 31 тонну песка.
Рассмотрим следующий пример.
Перед поездкой водитель влил в бак 60 литров бензина. После прохождения всего пути осталось 6 литров. Сколько бензина израсходовал водитель?
Нам известно количество влитого бензина (60), количество израсходованного неизвестно (х), известен остаток 6 литров. Если из влитого бензина, вычесть израсходованный, то получим оставшийся. Составим уравнение:
Для решения уравнений с неизвестным вычитаемым, используют правило:
Определить числовое значение искомого вычитаемого, можно отняв от уменьшаемого разность.
Применив правило, получаем:
Водитель использовал 54 литра бензина.
Вычисление неизвестной составляющей в равенствах с умножением
Мама купила 10 килограммов картофеля. За покупку заплатила 240 рублей. Найдите цену 1 кг.картофеля.
Нам известно количество купленного картофеля (10), цена за 1 кг не известна (х), так же известна стоимость покупки (240). Если стоимость 1 кг картофеля мы умножим на количество кг.купленного картофеля, то получим стоимость покупки. Составим уравнение:
Найти подходящее, искомое значение будет легче, если вы запомните простое правило:
Найти подходящее значение искомому множителю, можно разделив произведение на известный множитель.
Применив правило, получаем:
Цена 1 кг картофеля составляет 24 рубля.
Нахождение неизвестного компонента в уравнениях с делением
На поле собрали 300 кг томатов. Их разложили в ящики по 20кг в каждом. Сколько получилось ящиков?
Нам известен общий вес помидоров(300), количество ящиков мы не знаем(х), известен вес каждого ящика(20).Если общий вес помидоров разделить на количество ящиков, то получим вес одного ящика. Составим уравнение:
Чтобы решать уравнения с неизвестным делителем, необходимо пользоваться правилом:
Определить соответствующее значение искомого делителя, можно разделив делимое на частное.
Применим правило к данному уравнению:
Все томаты разложили в 15 ящиков.
Рассмотрим еще одну задачу.
Добытый на шахте уголь погрузили в 25 вагонов по 10 тонн в один вагон. Какое количество угля добыли на шахте?
Общий вес добытого угля нам неизвестен(х), но известно количество вагонов(25), и вес угля в каждом вагоне (10).Если общий вес угля мы разделим на количество вагонов, то получим вес одного вагона. Составим уравнение:
Упростить вычисление математического равенства с искомой составляющей можно следующим образом:
Вычислить, числовое значение искомого делимого можно умножив делитель на частное.
Постарайтесь запомнить эти способы нахождения искомой составляющей, и тогда любое математическое равенство вызовет у вас только интерес, а чувство беспомощности останется в прошлом!
Вы уже знаете, что такое буквенные выражения, и умеете их упрощать с помощью законов сложения и умножения. Например,
Пример:
Есть ли коэффициент в выражении ? Да. Он равен 1, поскольку
Вспомним, что преобразование выражения со скобками в выражение без скобок называется раскрытием скобок. Например:
Обратным действием в этом примере является вынесение общего множителя за скобки.
Слагаемые, содержащие одинаковые буквенные множители, называют подобными слагаемыми. С помощью вынесения общего множителя за скобки сводят подобные слагаемые:
Правила раскрытия скобок
Правила раскрытия скобок
Пример:
Упростите выражение: 1) ; 2)
Решение:
1. Перед скобками стоит знак , поэтому при раскрытии скобок знаки всех слагаемых сохраняются:
2. Перед скобками стоит знак , поэтому при раскрытии скобок знаки всех слагаемых изменяются на противоположные:
Для раскрытия скобок используют распределительное свойство умножения: . Если , то знаки слагаемых и не изменяют. Если , то знаки слагаемых и изменяют на противоположные.
Пример:
Упростите выражение: 1) 2)
Решение:
1. Множитель перед скобками является положительным, поэтому при раскрытии скобок знаки всех слагаемых сохраняем:
2. Множитель перед скобками является отрицательным, поэтому при раскрытии скобок знаки всех слагаемых изменяем на противоположные:
Уравнения. Основные свойства уравнений
Вы уже знаете, что такое уравнение, корень уравнения. Вспомним основные формулировки.
Определение:
Уравнением называется равенство, содержащее неизвестное, значение которого нужно найти.
Неизвестное число в уравнении обозначают буквой или , или и т.п. Например, запись является
уравнением, где — неизвестное и является искомым.
Определение:
Значение неизвестного, обращающее уравнение в верное числовое равенство, называется корнем уравнения.
Так, корнем уравнения является число , поскольку .
Уравнение может иметь больше одного корня. Например, уравнение имеет бесконечно много корней, так как любое число обращает уравнение в верное числовое равенство. С уравнениями, имеющими два, три или более корней, вы ознакомитесь позднее.
Уравнение может не иметь корней. Например, уравнение не имеет корней, так как не существует числа, которое в произведении с числом даёт число .
Определение:
Решить уравнение — значит найти все его корни или установить, что уравнение не имеет ни одного корня.
В 5 классе вы находили корень уравнения как неизвестный компонент арифметического действия. При решении более сложных уравнений опираются на свойства равенств. Рассмотрим основные из них.
Посмотрите на рисунок 139. Вы видите, что на левой чаше весов находится арбуз неизвестной массы, а на правой — гири массой 5 кг и 3 кг. Если на обе чаши весов положить по гире массой 3 кг, то весы останутся в равновесии (рис. 140). Понятно, что, сняв эти гири или поставив навесы одинаковые гири другой массы, снова получим равновесие на весах. Этот пример иллюстрирует следующее свойство равенств.
Определение:Если к обеим частям равенства прибавить (из обеих частей равенства вычесть) одно и то же число, то равенство не изменится.
Пример:
Решите уравнение: 1) .
Решение:
К левой и правой частям уравнения прибавим число 12 и упростим полученное равенство:
Решая уравнение, в левой его части «уединили неизвестное». Такой же результат получим, если число 12 перенесём из левой части в правую, изменив при этом его знак.
Определение:
Слагаемое можно переносить из одной части уравнения в другую, изменяя знак этого слагаемого на противоположный.
Пример:
Можно ли переносить в другую часть уравнения слагаемое, содержащее неизвестное? Да.
Посмотрите на рисунок 141. Вы видите, что масса пакета муки равна 2 кг. Понятно, что масса трёх таких пакетов втрое больше (рис. 142). Этот пример иллюстрирует другое свойство равенств.
Определение:Если обе части равенства умножить (разделить) на одно и то же число, отличное от нуля, то равенство не изменится. Данное свойство используют для решения уравнений. Рассмотрим пример.
Пример:
Решите уравнение
Решение:
Чтобы избавиться от дробного коэффициента, умножим на 3 обе части уравнения:
Основные свойства уравнений
Основные свойства уравнений
Считают, что язык алгебры — это уравнения. «Чтобы решить вопросы. относящиеся к числам или к абстрактным отношениям величин, нужно лишь перевести задачу с родного языка на язык алгебраический», — писал великий И. Ньютон (1643-1727) в своём учебнике по алгебре, названном «Общая арифметика».
Применение уравнений к решению задач
В 5 классе с помощью уравнений вы решали задачи на нахождение суммы двух величин или их разности.
В 6 классе будем рассматривать особый вид задач — на равенство двух величин. В таких задачах тоже сравнивают две величины, например, количество книг на первой и второй полках. Значения же выражений с этими двумя величинами приравнивают.
Пример:
На первой полке книг в 3 раза больше, чем на второй. Если с первой полки переставить на вторую 12 книг, то на обеих полках их станет поровну. Сколько книг на каждой полке?
Решение:
Составим краткую запись задачи в виде таблицы 23
Пусть — количество книг на второй полке, тогда — количество книг на первой полке. Если с первой полки переставить на вторую 12 книг, то на первой полке их станет , а на второй — . По условию, это количество книг одинаково. Составим уравнение: . Решим уравнение: . Тогда . Следовательно, на первой полке 36 книг, а на второй — 12 книг.
Первым произведением, содержащим исследование алгебраических вопросов, считают трактат «Арифметика» Диофанта (середина IV в.). Из 13 книг, составляющих полное собрание трудов Диофанта, до нас дошло только 6. В них предложено решение сложных алгебраических задач. Основная часть трактата — сборник задач (в первых шести книгах их 189) с решениями и удачно подобранными иллюстрациями к способам решения.
Перпендикулярные и параллельные прямые
Вы знаете, что прямая — это геометрическая фигура. Две прямые могут по-разному размещаться на плоскости. В 6 классе вы узнаете о перпендикулярных и параллельных прямых.
Перпендикулярные прямые
Посмотрите па перекрёсток дорог на рисунке 143. Вы видите, что дороги напоминают пересекающиеся прямые, которые образуют четыре прямых угла. В этом случае говорят, что прямые пересекаются под прямым углом. В тетради по математике клеточки образуются перпендикулярными прямыми.
Определение:
Две прямые на плоскости называются перпендикулярными, если они пересекаются под прямым углом.
На рисунке 144 изображены прямые и , которые пересекаются в точке О под прямым углом, то есть являются перпендикулярными.
Записывают: , а на рисунке обозначают знаком прямого угла (см. рис. 145). Говорят: «Прямая перпендикулярна прямой ».
Если прямая перпендикулярна прямой , то и прямая перпендикулярна прямой . Иначе говорят: прямые и — взаимно перпендикулярны.
Пример:
Бывают ли перпендикулярными отрезки? лучи? Да, если они являются частями соответствующих перпендикулярных прямых (рис. 145—146).
Для построения перпендикулярных прямых используют транспортир или угольник. На рисунке 147 вы видите, как строили прямую , перпендикулярную прямой , с помощью транспортира, а на рисунке рис. 148 — с помощью угольника.
Параллельные прямые
Посмотрите на рисунок 149. Вы видите рельсы трамвайных путей, напоминающие прямые, которые лежат в одной плоскости и не пересекаются. Это пример параллельных прямых. Вокруг нас много других примеров параллельных прямых. Так, в тетради в клеточку горизонтальные линии параллельны. То же самое можно сказать и про вертикальные линии. Противоположные края парты, противоположные стороны оконной рамы, троллейбусные штанги также параллельны.
Определение:
Две прямые на плоскости называются параллельными, если они не пересекаются.
На рисунке 150 изображены параллельные прямые и .
Записывают: . Говорят: «Прямая параллельна прямой ».
Если прямая параллельна прямой , то и прямая параллельна прямой . Однако для параллельных прямых термин «взаимно параллельные» не применяют.
Пример:
Бывают ли параллельными лучи? отрезки? Да, если они являются частями соответствующих параллельных прямых.
На рисунке 151 вы видите, как с помощью линейки и угольника через точку провели прямую , параллельную прямой .
Название «перпендикулярный» происходит от латинского слова «perpendicufaris», которое означает «отвесный». Знак предложил Пьер Еригон (1580—1643) — французский математик и астроном.
Название «параллельный» происходит от греческого слова «раralelos» — «идущий рядом». Символ параллельности известен с античных времён Его использовали Герои и Папп Александрийский. Сначала символ был похож на нынешний знак равенства, но с появлением последнего, чтобы избежать путаницы, символ был повёрнут вертикально Уильямом Отредом в 1677 году
Координатная плоскость
Вы уже знаете, что такое координатная прямая (рис. 162). На ней точка — начало отсчёта, стрелка показывает направление возрастания чисел, а цена деления составляет одну единицу.
Однако на практике часто приходится пользоваться ориентирами не только вдоль прямой, но и на плоскости.
Вы знаете, что в игре «Морской бой» положение корабля определяют с помощью «координат» из цифр и «координат» из букв (рис. 163). В зависимости от выбранной буквы передвигаются на определённое количество клеточек вправо или влево, а цифра указывает, на сколько клеточек нужно сместиться вверх или вниз. Итак, место корабля на поле боя определяют двумя « координатами».
Чтобы определить место в зале кинотеатра, также нужно знать две «координаты»: номер ряда и номер кресла в этом ряду (рис. 164). Причём порядок «координат» в такой паре является строго определённым. Действительно, например, пары чисел 3 и 12 и 12 и 3 направят нас в совершенно разные места зала: в 3-й ряд на 12-е место или в 12-й ряд на 3-е место. В отличие от предыдущего примера, для ориентирования в зале кинотеатра порядок координат не меняют, поскольку неудобно сначала искать номер места в ряду, а лишь затем — сам ряд.
Итак, чтобы охарактеризовать размещение точки на плоскости, нужно задать две координатные прямые с равными единичными отрезками, одна из которых задаёт направление вправо-влево, а вторая — вверх-вниз. Для этого координатные прямые изображают перпендикулярно друг к другу и так, чтобы начала отсчёта на них совпадали (рис. 165). Одну из этих прямых (как правило, горизонтальную) считают первой, а другую — второй. Такая пара координатных прямых образует прямоугольную систему координат.
Первую координатную прямую называют осью абсцисс. Её обозначают . Вторую координатную прямую называют осью ординат. Её обозначают . Общее начало отсчёта координатных прямых называют началом координат (рис. 166).
Плоскость с заданной на ней системой координат называют координатной плоскостью.
Каждой точке на плоскости можно поставить в соответствие пару чисел, взятых в определённом порядке, и наоборот, каждой паре чисел соответствует единственная точка координатной плоскости. Такая упорядоченная пара чисел называется координатами точки в данной системе координат. Координату по оси абсцисс называется абсциссой точки, а координату по оси ординат — ординатой точки.
Кратко записывают: . Читают: «Точка с координатами и », «Точка с координатами 3 и 2» или «3 — абсцисса точки , 2 — её ордината».
Пример:
На координатной плоскости постройте точку: 1) ; 2) .
Решение:
Введём прямоугольную систему координат на плоскости (рис. 167).
1. У точки абсцисса равна 3, а ордината — 2. На оси абсцисс отметим точку, соответствующую числу 3, а на оси ординат — точку, соответствующую числу 2. Через точки, построенные на осях координат, проведём две прямые, параллельные осям (рис. 167). Точка пересечения построенных прямых— искомая точка .
2. Поскольку ордината точки равна 0, то эта точка лежит на оси абсцисс и соответствует числу 5 на этой оси.
Обратите внимание:
Пример:
Координатные оси разбивают координатную плоскость на четыре части. Их называют координатными четвертями и обозначают так: I четверть, II четверть, III четверть, IV четверть (рис. 169).
Точки I четверти имеют положительную абсциссу и положительную ординату. И наоборот, если абсцисса и ордината точки положительные, то она лежит в I четверти, как, например, точка . Аналогично рассуждая, можно выяснить, что точки II четверти имеют отрицательную абсциссу и положительную ординату, точки III четверти — отрицательную абсциссу и отрицательную ординату, а точки IV четверти — положительную абсциссу и отрицательную ординату.
На рисунке 170 показаны знаки координат точек, лежащих в соответствующих четвертях.
Положение любой точки на поверхности Земли определяется двумя координатами: географической широтой и географической долготой.
Географические координаты ввёл древнегреческий учёный Гиппарх во И в. до н.э. Географические координаты применяют для определения положения точек земной поверхности относительно экватора и начального (нулевого) меридиана. Например, Киев имеет следующие географические координаты: восточной долготы, северной широты.
Графики зависимостей между величинами
Вы знаете, что стоимость товара зависит от его количества: чем большее количество товара покупают, тем большей будет его стоимость. Например, если цена одного килограмма конфет составляет 35 грн, то за 2 кг нужно заплатить 70 грн, за 3 кг — 105 грн и т.п. Вы знаете, что такое соответствие можно наглядно отобразить на диаграмме (рис. 174). Однако по диаграмме трудно определить, сколько стоит 2,5 кг конфет или иное их количество. Изобразим данные о стоимости конфет не в виде столбиков, а вертикальными отрезками в системе координат (рис. 175). Поскольку величины «масса конфет» и «стоимость покупки» являются прямо пропорциональными, то верхние концы столбиков диаграммы можно соединить отрезками. Получим линию, показывающую, как изменяется стоимость покупки в зависимости от массы конфет. Такая линия называется графиком зависимости величины «стоимость покупки» от величины «масса конфет».
Обратите внимание:
все точки графика зависимости прямо пропорциональных величин лежат на одной прямой.
Вы знаете, что расстояние и время на его преодоление являются прямо пропорциональными величинами. Поэтому все точки графика движения лежат на одной прямой.
Пример:
Поезд Харьков — Львов выходит из Харькова около и прибывает во Львов около . Скорость поезда составляет , на маршруте он делает 5 остановок, запланированных через каждые 3 часа. На рисунке 176 показан график движения этого поезда.
1) В котором часу новых суток поезд делает первую остановку? Какая это станция?
2) Что показывает число на оси абсцисс? А число ?
3) На каких расстояниях от первой остановки поезд останавливается на других станциях?
4) Что показывает число на оси ординат? А число ?
5) Каковы координаты конечных точек маршрута?
Решение:
По условию задачи, движение поезда начинается в , а заканчивается в следующего дня.
1. Начало новых суток поезд встречает недалеко от станции Лубны, а первую остановку делает в именно на этой станции.
2. Поскольку движение поезда началось в предыдущие сутки, то по оси абсцисс время его отправления из Харькова можно выразить отрицательным числом . Действительно, в предыдущих суток до начала новых суток должно пройти именно . Аналогично, времени остановки поезда в Полтаве на оси абсцисс соответствует отрицательное число.
3. Остановки запланированы через каждые . Поскольку скорость поезда составляет , то за он преодолевает . Следовательно, поезд останавливается на таких расстояниях от Полтавы: .
4. При помощи отрицательных чисел и на оси ординат показано, что в предыдущих суток поезд находился на расстоянии 300 км. не доезжая до станции Лубны, а в предыдущих суток — на расстоянии , не доезжая до этой станции.
5. Конечные результаты точки маршрута поезда имеют координаты .
Пример:
Обязательно ли выбирать конечные точки маршрута для построения графика движения? Нет. График можно построить по любым двум его точкам. Но концы маршрута нужно отметить обязательно.
Обратите внимание:
график движения является прямой (или её частью), поэтому такой график можно построить по любым двум его точкам.
С помощью графиков можно решать целый класс задач. Рассмотрим задачу.
Пример:
Из пунктов и , расстояние между которыми составляет 420 км. навстречу друг другу выехали два автомобиля. Красный автомобиль выехал в 6 ч из пункта и прибыл в пункт в 15 ч. Синий автомобиль выехал в 5 ч из пункта и прибыл в пункт в 11 ч. В котором часу встретятся автомобили?
Решение:
Построим в прямоугольной системе координат графики движения автомобилей (рис. 177). Красный отрезок — график движения красного автомобиля, синий — синего автомобиля. Точке пересечения этих отрезков соответствует время — 9 ч. Итак, автомобили встречаются в 9 ч.
При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org
Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи
Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей
Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.
Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.