Võrrandite samaväärsus. Võrrandite teisendamine

  • Samaväärsed võrrandid
  • Võrduse omadused

Samaväärsed võrrandid

Samaväärsus

Kaks võrrandit on samaväärsed ehk ekvivalentsed, kui nende lahendihulk on sama.

Märka

Võrrandite samaväärsust tähistame ekvivalentsus­märgiga

 

Näited

Samaväärsed võrrandid

(3x – 1)(x + 2) = 0
​ja
​3x2 + 5x = 2

on samaväärsed:

(3x – 1)(x + 2) = 0 ⇔ 3x2 + 5x = 2,

sest neil on samad lahendid 

x1 = –2 ja x213.

Pole samaväärsed

Võrrandid

y2 = 1  ja

y – 1 = 0

pole samaväärsed. Esimesel on kaks lahendit

y1 = –1 ja y2 = 1 ,

teisel võrrandil on vaid üks lahend

y = 1.

  1. (x – 3)2 = x – 3  x – 3 = 1
  2. (x – 1)2 = x – 1  x2 – 3x + 2 = 0
  3. (x – 1)2 = (x – 1)(x + 1)  –2x = –2

Teisendused

Võrduse omadused

Poolte vahetus

Võrduse pooli võib vahetada.

(a = b) ⇔ (b = a)

Avaldise lisamine

Võrduse mõlemale poolele võib liita sama arvu või sama avaldise.

(a = b) ⇔ (a + c = b + c)

Korrutamine ja jagamine

Võrduse mõlemat poolt võib korrutada või jagada ühe ja sama nullist erineva arvu või avaldisega.

(a = b) ⇔ (ca = cb)

(a = b) ⇔ ac = bc, c ≠ 0

Märka

Võrduse liikmeid võib viia teisele poole võrdusmärki, kui muuta ülekantava liikme ees märk vastupidiseks.

Näited

Lahendite kadumine

Võrrandit lihtsustades ei tohi teha selliseid teisendusi, mille tõttu mõni esialgse võrrandi lahend läheb kaduma, st uuel võrrandil sellist lahendit pole.

Lahendame võrrandi (z – 1)(z + 2)= z – 1.

Esimene lahendus

Võrduse omadus lubab võrrandi pooled jagada (z – 1)-ga.

Saame võrrandi z + 2 = 1, mille lahend on z = –1.

Teine lahendus

Avame sulud ja saame ruutvõrrandi

z2 = 1,

mille lahenditeks on z1 = 1 ja z2 = –1.

Järelikult kaotasime lahendi z1 = 1 selle tõttu, et jagasime võrrandi mõlemad pooled (z – 1)-ga.

Võõrlahend

Võrrandit lahendades võib kasutada teisendust, mille puhul uuel võrrandil on kõik esialgse võrrandi lahendid, kuid võivad lisanduda ka uued, nn võõrlahendid

Lahendame võrrandi 

2x + 11 = x + 4 .

Ruutjuurest vabanemiseks tõstame võrduse mõlemad pooled ruutu. Uus võrrand on

2x + 11 = x2 + 8x + 16,

mille lahenditeks on

x1 = –5 ja x2 = –1.

Kontroll näitab, et  x1 = –5 ei rahulda esialgset võrrandit, sest saame väära võrduse

1 = –1.

Teine lahend x2 = –1 rahuldab esialgset võrrandit ja on seega antud võrrandi ainuke lahend.

Korrutamine nulliga

Miks võrduse mõlemat poolt ei tohi korrutada nulliga?

Kui korrutame võrduse

y = 2

mõlemat poolt nulliga, saame samasuse

0 ⋅ y = 0,

mille lahendiks on mis tahes reaalarv.

Järelikult pole saadud võrdus samaväärne esialgsega.

Kui aga korrutame mõlemad pooled näiteks y-­ga, mis muutub nulliks, kui y = 0, saame ruutvõrrandi 

y2 = 2y,

millel on lisaks esialgse võrrandi lahendile y = 2 veel üks lahend y = 0. Võrrandid pole samaväärsed.

Jagamine nulliga

Miks võrduse mõlemat poolt ei tohi jagada nulliga?

Võrrandist

4(x – 1) = 0

järeldub, et

– 1 = 0,

ja selle võrrandi lahendiks on x = 1.

Lisame esialgse võrrandi mõlemale poolele (x – 1) ja saame samaväärse võrrandi

5(x – 1) = x – 1.

Kui nüüd jagada võrduse mõlemad pooled (x – 1)-­ga (mis tegelikult võrdub nulliga, sest x = 1), saame väära võrduse

5 = 1,

mis näitab, et selline teisendus on lubamatu.

  • Võrduse mõlemale poolele võib liita ühe ja sama arvu, võrdus jääb tõeseks.
  • Võrduse mõlemat poolt võib korrutada ühe ja sama arvuga, võrdus jääb tõeseks.
  • Võrduse pooli ei saa vahetada, võrdus kaotab tõesuse.
  • Millisel võrrandil lahendid puuduvad?
  • 4x - 2 = 4
  • 4x - 2 = 4x
  • 4x - 2 = 2 ( 2x - 1 )

Harjuta ja treeni

Pöördtehted

  • Kui 3 + m = 5, siis 5 – 3 = m. 
  • Kui 6a – 4b = 7, siis 7 – 4b = 6a.
  • Kui (2x + 1)2 – 5 = 3x2,
    siis 3x2 + 5x = (2x + 1)2.
  • Kui 8m3 – 3m = m2,
    siis 8m3 = 3mm2.
  • Kui 6a = 12, siis 126 =a.
  • Kui 2(3a + 1) = 7,
    siis 72 = 3a + 1.
  • Kui 2a - 64 = a - 1 ,
    siis 2a – 6 = 4(a – 1). 
  • Kui 5 - xx + 1 = 4 , 
    siis x + 1 = 4(5 – x).
  • Kui x 2 = 16, siis x±16 .
  • Kui (x – 1)2 = 11 + x,
    siis x - 1 = 11 + x .
  • Kui x + 5 = 3 ,  
    siis x2 + 52 = 32.
  • Kui 4x - 1 = x ,
    siis 4x - 1 = x .

Muutuja leidmine

  1. 3 : 35x + 820 + 9 = 310
    x
  2. 34155,5+ x : 2137 - 178 = 5,125
    x
  1. 11 - 9 12 : 0,003 4,05 - y·4123 = 30
    y
  2. 1,5 + 223 + 3,75·3,614- 1518: y = 4
    y
  1. 2k-3,2 413 - 256 · 59 = 4
    k
  2. 2·- 2 + 15 - - 13315 ·41116 k2 = 25
    k1, k2