Линейные уравнения. Виды линейных уравнений. Линейные уравнения с одной и двумя переменными, линейные неравенства Как понять линейное уравнение с двумя переменными

КОНСПЕКТ УРОКА

Класс: 7

УМК: Алгебра 7 класс: учеб. для общеобразоват. организаций / [Ю. Н. Макарычев, Н.Г. Миндюк и др.]; под ред. С.А. Теляковского. – 2-е изд. – М.: Просвещение, 2014

Тема: Линейные уравнения с двумя переменными

Цели: Познакомить учащихся с понятиями линейного уравнения с двумя переменными и его решения, научить выражать из уравнения х через у или у через х .

Формируемые УУД:

Познавательные: выдвигать и обосновывать гипотезы, предлагать способы их проверки

Регулятивные: сличать способ и результат своих действий с заданным эталоном, обнаруживать отклонения и отличия от эталона; составлять план и последовательность действий.

Коммуникативные: устанавливать рабочие отношения; эффективно сотрудничать и способствовать продуктивной кооперации.

Личностные: ф ормирование навыков организации анализа своей деятельности

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран

Ход урока:

I Организационный момент

Послушайте сказку про Деда-Равняло и догадайтесь, о чем мы сегодня будем говорить

Сказка «Дед-Равняло»

Жил в избушке на лесной опушке дед по прозвищу Равняло. Любил он с числами подшучивать. Возьмет дед выстроит по обе стороны от себя числа, соединит их знаками, а самые резвые в скобки возьмет, но следит, чтобы одна часть равнялась другой. А потом какое-нибудь число спрячет под маской «икс» и попросит своего внука, маленького Равнялку, найти его. Равнялка хоть и мал, но дело свое знает: быстро перегонит все числа, кроме «икса», в другую сторону и знаки не забудет у них изменить на противоположные. А числа слушаются его, быстро выполняют по его приказу все действия, и «икс» известен. Дед смотрит на то, как ловко у внучка все получается и радуется: хорошая ему смена растет.

Итак, о чем идет речь в этой сказке? (об уравнениях)

II . Давайте вспомним всё, что мы знаем о линейных уравнениях и попробуем провести параллель между известным нам материалом и новым материалом.

Какой тип уравнения нам известен? (линейное уравнение с одной переменной)

Вспомним определение линейного уравнения с одной переменной.

Что называется корнем линейного уравнения с одной переменной?

Сформулируем все свойства линейного уравнения с одной переменной.

Заполняется 1 часть таблицы

ах=в, где х – переменная, а,в- числа.

Пример: 3х = 6

Значение х, при котором уравнение обращается в верное равенство

1) перенос слагаемых из одной части уравнения в другую, изменив их знак на противоположный.

2) обе части уравнения умножить или разделить на одно и тоже, не равное нулю число.

Линейное уравнение с двумя переменной.

ах + ву = с, где х,у – переменные, а,в.с – числа.

Пример:

х – у = 5

х + у = 56

2х + 6у =68

Значения х, у, обращающие уравнение в верное равенство.

х=8; у=3 (8;3)

х=60; у = - 4 (60;-4)

Верны свойства 1,2.

3) равносильные уравнения:

х-у=5 и у=х-5

(8;3) (8;3)

После того, как заполнили первую часть таблицы, опираясь на аналогию, начинаем заполнять вторую строку таблицы, тем самым узнавать новый материал.

III . Обратимся к теме: линейное уравнение с двумя переменными . Само название темы наталкивает на мысль, что нужно вводить новую переменную, например у.

Существует два числа х и у, одно больше другого на 5. Как записать соотношение между ними? (х – у = 5) это и есть линейное уравнение с двумя переменными. Сформулируем по аналогии с определением линейного уравнения с одной переменной определение линейного уравнения с двумя переменными (Линейным уравнением с двумя переменными называется уравнение вида ax + by = c , где a,b и c – некоторые числа, а x и y –переменные).

Уравнение x – y = 5 при x = 8, y = 3 обращается в верное равенство 8 – 3 = 5. Говорят, что пара значений переменных x = 8, y = 3 является решением этого уравнения.

Сформулируйте определение решения уравнения с двумя переменными (Решением уравнения с двумя переменными называется пара значений переменных, обращающая это уравнение в верное равенство)

Пары значений переменных иногда записывают короче: (8;3). В такой записи на первом месте пишут значение x а на втором - y.

Уравнения с двумя переменными, имеющие одни и те же решения (или не имеющие решений), называются равносильными.

Уравнения с двумя переменными обладают такими же свойствами, как и уравнения с одной переменной:

Если в уравнении перенести любой член из одной части в другую, изменив его знак, то получится уравнение равносильное данному.

Если обе части уравнения умножить или разделить на одно и то же число(не равное нулю), то получится уравнение равносильное данному.

Пример 1. Рассмотрим уравнение 10x + 5y = 15. Используя свойства уравнений, выразим одну переменную через другую.

Для этого сначала перенесем 10x из левой части в правую, изменив его знак. Получаем равносильное уравнение 5y = 15 - 10x.

Разделим каждую часть этого уравнения на число 5, получим равносильное уравнение

у = 3 - 2x. Таким образом, мы выразили одну переменную через другую . Пользуясь этим равенством, для каждого значения x можно вычислить значение y.

Если x = 2, то y = 3 - 2· 2 = -1.

Если x = -2, то y = 3 - 2· (-2) = 7. Пары чисел (2; -1), (-2; 7) – решения данного уравнения. Таким образом, данное уравнение имеет бесконечно много решений.

Из истории. Проблема решения уравнений в натуральных числах подробно рассматривалась в работах известного греческого математика Диофанта (III в.). В его трактате «Арифметика» приводятся остроумные решения в натуральных числах самых разнообразных уравнений. В связи с этим уравнения с несколькими переменными, для которых требуется найти решения в натуральных или целых числах, называют диофантовыми уравнениями.

Пример 2. Мука расфасована в пакеты по 3 кг и по 2 кг. Сколько пакетов каждого вида надо взять, чтобы получилось 20 кг муки?

Допустим, что надо взять x пакетов по 3 кг и y пакетов по 2 кг. Тогда 3x + 2y = 20. Требуется найти все пары натуральных значений переменных x и y, удовлетворяющих этому уравнению. Получаем:

2y = 20 - 3x

у =

Подставляя в это равенство вместо x последовательно все числа 1,2,3 и т.д., найдем при каких значениях х, значения y являются натуральными числами.

Получаем: (2;7), (4;4), (6;1). Других пар, удовлетворяющих данному уравнению нет. Значит надо взять либо 2 и 7, либо 4 и 4, либо 6 и 1 пакетов соответственно.

IV . Работа по учебнику (устно) № 1025, № 1027(а)

Самостоятельная работа с проверкой в классе.

1. Выпишите линейно уравнение с двумя переменными.

а) 3х + 6у = 5 в) ху = 11 б) х – 2у = 5

2. Является ли пара чисел решением уравнения?

2х + у = -5 (-4;3), (-1;-3), (0;5).

3. Выразите из линейного уравнения

4х – 3у = 12 а) х через у б) у через х

4. Найдите три, каких либо решения уравнения.

х + у = 27

V . Итак, подведем итог:

Дать определение линейного уравнения с двумя переменными.

Что называется решением (корнем) линейного уравнения с двумя переменными.

Сформулировать свойства линейного уравнения с двумя переменными.

Выставление оценок.

Домашнее задание: п. 40, № 1028, №1032

Нам часто встречались уравнения вида ах + b = 0, где а, b - числа, х - переменная. Например, bх - 8 = 0, х + 4 = О, - 7х - 11 = 0 и т. д. Числа а, Ь (коэффициенты уравнения) могут быть любыми, исключает лишь случай, когда а = 0.

Уравнение ах + b = 0, где а , называют линейным уравнением с одной переменной х (или линейным уравнением с одним неизвестным х). Решить его, т. е. выразить х через а и b, мы с вами умеем:

Ранее мы отмечали, что довольно часто математической моделью реальной ситуации служит линейное уравнение с одной переменной или уравнение, которое после преобразований сводится к линейному. А теперь рассмотрим такую реальную ситуацию.

Из городов A и В, расстояние между которыми 500 км, навстречу друг другу вышли два поезда, каждый со своей постоянной скоростью. Известно, что первый поезд вышел на 2 ч раньше второго. Через 3 ч после выхода второго поезда они встретились. Чему равны скорости поездов?

Составим математическую модель задачи. Пусть х км/ч - скорость первого поезда, у км/ч - скорость второго поезда. Первый был в пути 5 ч и, значит, прошел путь bх км. Второй поезд был в пути 3 ч, т.е. прошел путь Зу км.

Их встреча произошла в пункте С. На рисунке 31 представлена геометрическая модель ситуации. На алгебраическом языке ее можно описать так:

5х + Зу = 500

или
5х + Зу - 500 = 0.

Эту математическую модель называют линейным уравнением с двумя переменными х, у.
Вообще,

ах + by + с = 0,

где а, b, с - числа, причем , - линейное уравнение с двумя переменными х и у (или с двумя неизвестными х и у).

Вернемся к уравнению 5х + Зу = 500. Замечаем, что если х = 40, у = 100, то 5 40 + 3 100 = 500 - верное равенство. Значит, ответ на вопрос задачи может быть таким: скорость первого поезда 40 км/ч, скорость второго поезда 100 км/ч. Пару чисел х = 40, у = 100 называют решением уравнения 5х + Зу = 500. Говорят также, что эта пара значений (х; у) удовлетворяет уравнению 5х + Зу = 500.

К сожалению, это решение не единственно (мы ведь все любим определенность, однозначность). В самом деле, возможен и такой вариант: х = 64, у = 60; действительно, 5 64 + 3 60 = 500 - верное равенство. И такой: х = 70, у = 50 (поскольку 5 70 + 3 50 = 500 - верное равенство).

А вот, скажем, пара чисел х = 80, у = 60 решением уравнения не является, поскольку при этих значениях верного равенства не получается:

Вообще, решением уравнения ах + by + с = 0 называют всякую пару чисел (х; у), которая удовлетворяет этому уравнению, т. е. обращает равенство с переменными ах + by + с = 0 в верное числовое равенство. Таких решений бесконечно много.

Замечание. Вернемся еще раз к уравнению 5х + Зу = 500, полученному в рассмотренной выше задаче. Среди бесконечного множества его решений имеются, например, и такие: х = 100, у = 0 (в самом деле, 5 100 + 3 0 = 500 - верное числовое равенство); х = 118, у = - 30 (так как 5 118 + 3 (-30) = 500 - верное числовое равенство). Однако, являясь решениями уравнения , эти пары не могут служить решениями данной задачи, ведь скорость поезда не может быть равной нулю (тогда он не едет, а стоит на месте); тем более скорость поезда не может быть отрицательной (тогда он едет не навстречу другому поезду, как сказано в условии задачи, а в противоположную сторону).

Пример 1. Изобразить решения линейного уравнения с двумя переменными х + у - 3 = 0 точками в координатной плоскости хОу.

Решение. Подберем несколько решений заданного уравнения, т. е. несколько пар чисел, которые удовлетворяют уравнению: (3; 0), (2; 1), (1; 2) (0; 3), (- 2; 5).

А. В. Погорелов, Геометрия для 7-11 классов, Учебник для общеобразовательных учреждений

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

§ 1 Отбор корней уравнения при реальных ситуациях

Рассмотрим такую реальную ситуацию:

Мастер и ученик вместе изготовили на заказ 400 деталей. Причём мастер работал 3 дня, а ученик 2 дня. Сколько деталей изготовил каждый?

Составим алгебраическую модель данной ситуации. Пусть мастер изготавливает за 1 деньхдеталей. А ученик у деталей. Тогда мастер за 3 дня изготовит 3х деталей, а ученик изготовит за 2 дня 2у деталей. Вместе они изготовят 3х + 2удеталей. Так как по условию всего изготовлено 400 деталей, то получим уравнение:

Полученное уравнение называют линейным уравнением с двумя переменными. Здесь нам надо найти пару чисел х и у, при которых уравнение примет вид верного числового равенства. Заметим, что если х= 90, у = 65, то получим равенство:

3 ∙ 90 + 65 ∙ 2 = 400

Так как получено верное числовое равенство, то пара чисел 90 и 65 будет являться решением этого уравнения. Но найденное решение не единственно. Если х = 96 и у = 56, то получаем равенство:

96 ∙ 3 + 56 ∙ 2 = 400

Это тоже верное числовое равенство, а, значит, пара чисел 96 и 56 так же является решением этого уравнения. А вот пара чисел х= 73и у= 23 не будет являться решением этого уравнения. В самом деле, 3 ∙ 73 + 2 ∙ 23 = 400 даст нам неверное числовое равенство 265 = 400.Необходимо отметить, что если рассматривать уравнение применительно к данной реальной ситуации, то будут существовать пары чисел, которые, являясь решением данного уравнения, не будут являться решением задачи. Например, пара чисел:

х = 200 и y = -100

является решением уравнения, но ученик не может сделать -100 деталей, а поэтому такая пара чисел ответом на вопрос задачи быть не может. Таким образом, в каждой конкретной реальной ситуации необходимо разумно подходить к отбору корней уравнения.

Подведём первые итоги:

Уравнение вида ах + bу + с = 0, где а, b, с - любые числа, называют линейным уравнением с двумя переменными.

Решением линейного уравнения с двумя переменными называют пару чисел соответствующих х и у, при которых уравнение обращается в верное числовое равенство.

§ 2 График линейного уравнения

Сама запись пары (х;у) наталкивает нас на мысль о возможности изображения её в виде точки с координатами хи у на плоскости. А значит, мы можем получить геометрическую модель конкретной ситуации. Например, рассмотрим уравнение:

2х + у - 4 = 0

Подберём несколько пар чисел, которые будут являться решениями этого уравнения и построим точки с найденными координатами. Пусть это будут точки:

А(0; 4), В(2; 0), С(1; 2), D(-2; 8), Е(- 1; 6).

Заметим, что все точки лежат на одной прямой. Такую прямую называют графиком линейного уравнения с двумя переменными. Она является графической (или геометрической) моделью данного уравнения.

Если пара чисел (х;у) является решением уравнения

ах + ву + с = 0, то точка М(х;у) принадлежит графику уравнения. Можно сказать и наоборот: если точка М(х;у) принадлежат графику уравнения ах + ву + с = 0, то пара чисел (х;у) является решением этого уравнения.

Из курса геометрии мы знаем:

Для построения прямой необходимо 2 точки, поэтому для построения графика линейного уравнения с двумя переменными достаточно знать всего 2 пары решений. Но угадывание корней процедура далеко не всегда удобная, не рациональная. Можно действовать и по другому правилу. Поскольку абсцисса точки (переменная х) это независимая переменная, то можно придать ей любое удобное значение. Подставив это число в уравнение, мы найдём значение переменной у.

Например, пусть дано уравнение:

Пусть х = 0, тогда получим 0 - у + 1 = 0 или у = 1. Значит, если х = 0, то у = 1. Пара чисел (0;1) - решение этого уравнения. Зададим для переменной х ещё одно значение х = 2. Тогда получим 2 - у + 1 = 0 или у = 3. Пара чисел (2;3) также является решением этого уравнения. По двум найденным точкам уже можно построить график уравнения х - у + 1 =0.

Можно поступить и так: сначала придать некоторое конкретное значение переменной у, а уж потом вычислить значение х.

§ 3 Система уравнений

Найдите два натуральных числа, сумма которых 11, а разность 1.

Для решения этой задачи сначала составим математическую модель (а именно алгебраическую). Пусть первое число х, а второе - у. Тогда сумма чисел х + у = 11 и разность чисел х - у = 1. Так как в обоих уравнениях речь идёт об одних и тех же числах, то данные условия должны выполниться одновременно. Обычно в таких случаях используют специальную запись. Уравнения записывают одно под другим и объединяют фигурной скобкой.

Такую запись называют системой уравнений.

Теперь построим множества решений каждого уравнения, т.е. графики каждого из уравнений. Возьмём первое уравнение:

Если х =4, то у = 7. Если х = 9, то у = 2.

Через точки (4;7) и (9;2) проведём прямую.

Возьмём второе уравнение х - у = 1. Если х = 5, то у = 4. Если х = 7, то у = 6. Через точки (5;4) и (7;6) так же проведём прямую. Получили геометрическую модель задачи. Интересующая нас пара чисел (х;у) должна являться решением обоих уравнений. На рисунке мы видим единственную точку, которая лежит на обеих прямых, это - точка пересечения прямых.

Её координаты (6;5). Поэтому решением задачи будет: первое искомое число 6, второе 5.

Список использованной литературы:

1. Мордкович А.Г, Алгебра 7 класс в 2 частях, Часть 1, Учебник для общеобразовательных учреждений/ А.Г. Мордкович. – 10 – е изд., переработанное – Москва, «Мнемозина», 2007
2. Мордкович А.Г., Алгебра 7 класс в 2 частях, Часть 2, Задачник для общеобразовательных учреждений/ [А.Г. Мордкович и др.]; под редакцией А.Г. Мордковича – 10-е издание, переработанное – Москва, «Мнемозина», 2007
3. Е.Е. Тульчинская, Алгебра 7 класс. Блиц опрос: пособие для учащихся общеобразовательных учреждений, 4-е издание, исправленное и дополненное, Москва, «Мнемозина», 2008
4. Александрова Л.А., Алгебра 7 класс. Тематические проверочные работы в новой форме для учащихся общеобразовательных учреждений, под редакцией А.Г. Мордковича, Москва, «Мнемозина», 2011
5. Александрова Л.А. Алгебра 7 класс. Самостоятельные работы для учащихся общеобразовательных учреждений, под редакцией А.Г. Мордковича – 6-е издание, стереотипное, Москва, «Мнемозина», 2010

Эту тему любой школьник начинает изучать еще в начальных классах, когда проходит знаки «больше», «меньше» и «равно». Данный вид неравенств и уравнений является одним из самых простых во всей учебной программе за весь период обучения школьника и студента. Решение абсолютно любого уравнения и неравенства сводится к тому, чтобы упростить его до линейного вида. Как же выглядят линейные уравнения и неравенства?

В таком уравнении неизвестное находится в первой степени, что позволяет просто и быстро отделить переменные от постоянных, поместив их по разные стороны разделяющего знака (равенства либо неравенства). Как же выглядит способ, который поможет легко и просто решить любое линейное уравнение?

Допустим, существует уравнение 3х - 89 = (5х - 32)/2. Первое, что стоит сделать - это упростить дробную часть, умножив на 2 все уравнение. Тогда в результате получится, что 6х - 178 = 5х - 32. По сути это - уже линейное уравнение. Теперь необходимо упростить его, переместив все переменные в левую часть, а постоянные - в правую. В результате получится, что х = 146. Если множитель переменной больше единицы, следует разделить на него все линейное уравнение, и в таком случае получится необходимый ответ.

То же самое касается и неравенств. Сначала необходимо упроститьлинейное неравенство, а после - переместить переменные в его левую часть, а постоянные - в правую. После этого линейное неравенство снова упрощается, чтобы коэффициент переменной равнялся единице. Ответ на неравенство получается автоматически, после этого его необходимо лишь записать в нужной форме (в виде неравенства, интервала или промежутка на оси).

Как можно понять из написанного выше, линейные уравнения и неравенства очень просты даже для детей начальной школы. Однако стоит помнить о том, что данный вид уравнений имеет варианты.

Существует такой их вид, как линейные уравнения с двумя переменными. Как их решать? Это достаточно трудоемкий процесс. В школе с подобными случаями начинают сталкиваться в следовательно, линейные уравнения с двумя переменными можно отнести к более сложным темам.

Допустим, существует уравнение 2х + у = 3х + 17. Первое, что необходимо сделать - это выразить одну неизвестную величину через другую. Это делается достаточно просто: одна переменная выносится в левую сторону, все остальные переменные и числа - в правую; таким образом решаются все линейные уравнения с двумя переменными. В итоге Вы получите уравнение вида у = х + 17. Ответ выражается путем построения графика этой функции в системе координат и имеет вид прямой линии. Вот так и решаются линейные уравнения с двумя переменными.

Стоит также заметить, что помимо уравнений с двумя переменными существуют и подобные неравенства. В отличие от уравнений, ответом в которых служит график функции, неравенство заключает свой ответ в плоскости, ограниченной этим графиком. Стоит учесть: если неравенство строгое, то график в ответ не входит!

Итак, теперь Вы представляете себе, как решать линейные уравнения и неравенства. Хоть эта тема и достаточно проста для изучения, ей стоит уделить внимание, так как некоторые тонкости могут оказаться не слишком понятными, что на контрольном тесте может повлечь неприятные ошибки и снижение итоговых баллов. Линейное уравнение - это просто, главное - придерживаться необходимых математических правил, таких, как деление либо умножение всего уравнения на какую-либо величину, перенос элементов функции за знак равенства, правильное построение графиков, грамотная запись ответа.

Зная, как правильно записывать и решать линейные уравнения и неравенства, вы сможете разобраться и в более сложных видах уравнений и неравенств. Именно поэтому эта тема считается настолько важной - чуть ли не краеугольным камнем математики, ведь принципы решения подобных примеров лежат в основе решения львиной доли остальных уравнений, неравенств и задач.