Линейное уравнение с двумя переменными и его график. Презентация к уроку по алгебре (7 класс) на тему: Линейное уравнение с двумя переменными и его график
«Линейное уравнение с двумя переменными и его график».
Цели урока :
выработать у обучающихся умение строить графики линейного уравнения с двумя переменными, решать задачи, используя при составлении математической модели две переменные;
развивать познавательные навыки обучающихся, критическое и творческое мышление; воспитание познавательного интереса к математике, настойчивости, целеустремленности в учебе.
Задачи:
ввести понятие линейного уравнения как математическую модель реальной ситуации;
научить по виду определять линейное уравнение и его коэффициенты;
научить по заданному значению х находить соответствующее значение у, и наоборот;
ввести алгоритм построения графика линейного уравнения и научить применять его на практике;
научить составлять линейное уравнение, как математическую модель задачи.
На уроке кроме ИКТ технологий используются проблемное обучение, элементы развивающего обучения, технология группового взаимодействия.
Тип урока: урок формирования умений и навыков.
I . Организационный этап. Слайд 1.
Проверка готовности учащихся к уроку, сообщение темы урока, целей и задач.
II . Устная работа.
1. Слайд 2. Из предложенных уравнений выбрать линейное уравнение с двумя переменными:
А) 3х – у = 14
Б) 5у + х² = 16
В) 7ху – 5у = 12
Г) 5х + 2у = 16
Ответ: а, г.
Дополнительный вопрос: Какое уравнение с двумя переменными называется линейным? Слайд 3.
Ответ: ах + ву + с = 0.
Слайд 4. Отработка понятия линейного уравнения на примерах (устная работа).
Слайд 5-6. Назвать коэффициенты линейного уравнения.
2. Слайд 7. Выбрать точку, которая принадлежит графику уравнения 2х + 5у = 12
А(-1; -2), В(2; 1), С(4; -4), D (11; -2).
Ответ: D (11; -2).
Дополнительный вопрос: Что является графиком уравнения с двумя переменными? Слайд 8.
Ответ: прямая.
3. Слайд 9. Найдите абсциссу точки М(х; -2), принадлежащей графику уравнения 12х – 9у = 30.
Ответ: х = 1.
Дополнительный вопрос: Что называется решением уравнения с двумя переменными? Слайд 10.
Ответ: решением уравнения с двумя переменными называется пара значений переменных, обращающая это уравнение в верное равенство.
4. Слайд 11.
1. На каком рисунке у графика линейной функции положительный угловой коэффициент
2. На каком рисунке у графика линейной функции отрицательный угловой коэффициент
3. График какой функции мы не изучали?
5. Слайд 12. Назовите числовой промежуток, соответствующий геометрической модели:
А). (-6 ; 8) Б). (-6 ; 8] В).[- 6; 8) Г).[-6 ;8]
X
-6 8
III . Постановка цели урока.
Сегодня на уроке мы будем закреплять умение строить графики линейного уравнения с двумя переменными, решать задачи, используя при составлении математической модели две переменные (необходимость составления линейного уравнения для решения задачи с двумя неизвестными).
Постарайтесь быть настойчивыми и целеустремленными при выполнении заданий.
IV . Закрепление. Слайд 13.
Задача. Из городов А 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 3ч после выхода второго поезда они встретились. Чему равны скорости поездов? Составить математическую модель к задаче и найти два решения.
Слайд 14. (Составление математической модели к задаче). Демонстрация составления математической модели.
Что является решением линейного уравнения с двумя переменными?
Учитель ставит вопрос: сколько решений имеет линейное уравнение с двумя переменными? Ответ: бесконечно много.
Учитель: как можно найти решения линейного уравнения с двумя переменными? Ответ: подобрать.
Учитель: как легче подобрать решения уравнения?
Ответ: подобрать одну переменную, например х, и из уравнения найти другую - у.
Слайд 15.
- Проверьте являются ли пары следующих значений решением уравнения.
Задача.
Слайд 16.
Два тракториста вспахали вместе 678 га. Первый тракторист работал 8 дней, а второй 11 дней. Сколько гектаров вспахивал за день каждый тракторист? Составьте линейное уравнения с двумя переменными к задаче и найдите 2 решения.
Слайд 17-18.
Что называют графиком уравнения с двумя переменными? Рассмотреть различные случаи.
Слад 19. Алгоритм построения графика линейной функции.
Слайд 20. (устно) Рассмотреть пример построения графика линейного уравнения с двумя переменными.
V . Работа по учебнику.
Слайд 21. Построить график уравнения:
стр. 269
I вариант № 1206 (б)
II вариант № 1206 (в)
VI . Самостоятельная работа. Слайд 22.
Вариант 1.
1. Какие из пар чисел (1;1), (6;5), (9;11) являются решением уравнения 5х – 4у - 1 =0?
2. Постройте график функции 2х + у = 4.
Вариант 2.
Какие из пар чисел (1;1), (1;2), (3;7) являются решением уравнения 7х – 3у - 1 =0?
Постройте график функции 5х + у – 4 = 0.
(С последующей проверкой, проверка Слайд 23-25)
VII . Закрепление. Слайд 26.
Постройте правильно. (Задание для всех учащихся класса). Построить с помощью линий цветок, о котором идёт речь:
Известно около 120 видов этих цветов, распространенных, главным образом в Средней, Восточной и Южной Азии и Южной Европе.
Ботаники считают, что эта культура возникла в Турции в ХII столетии Мировую славу растение обрело вдали от своей родины, в Голландии, по праву названной Страной этих цветов.
На различных художественно-оформленных изделиях (и ювелирных) часто встречаются мотивы этих цветов.
Вот легенда об этом цветке .
В золотистом бутоне желтого цветка было заключено счастье. До этого счастья никто не мог добраться, ибо не было такой силы, которая смогла бы открыть его бутон.
Но однажды по лугу шла женщина с ребенком. Мальчик вырвался из рук матери, со звонким смехом подбежал к цветку, и золотистый бутон раскрылся. Беззаботный детский смех совершил то, чего не смогла сделать никакая сила. С тех пор и повелось дарить эти цветы только тем, кто испытывает счастье.
Необходимо построить графики функций и выделить ту ее часть, для точек которой выполняется соответствующее неравенство:
у = х + 6,
4 < х < 6;
у = -х + 6,
6 < х < -4;
у = - 1/3 х + 10,
6 < х < -3;
у = 1/3 х +10,
3 < х < 6;
у = -х + 14,
0 < х < 3;
у = х + 14,
3 < х < 0;
у = 5 х – 10 ,
2 < х < 4;
у = - 5 х – 10 ,
4 < х < -2;
у = 0,
2 < х < 2.
У нас получился рисунок – ТЮЛЬПАН. Слайд 27.
VIII . Рефлексия. Слайд 28.
IX . Домашнеее задание. Слайд 29.
П.43, №1206 (г-е), 1208 (г-е), 1214
Цели.
Образовательная:
1. Знать определение графика уравнения с двумя переменными;
2. Знать, что является графиком линейного уравнения с двумя переменными;
3. Уметь строить график линейного уравнения с двумя переменными.
Развивающая: учить анализировать, сравнивать, обобщать определять и объяснять понятия, т.е. умение мыслить.
Воспитательная: развивать нравственные отношения у школьников с окружающим миром (качество честности, трудолюбие).
Оборудование:
рабочая карта;
кроссворд;
карта-таблица;
карточки для дополнительного уровневого задания;
таблица “Уравнения с двумя переменными и их графики”;
таблица “Расположение графиков линейного уравнения с двумя переменными относительно осей координат”.
Ход урока
1. Запись домашней работы: (учитель проговаривает)
п.41, повторить п.п.15-16.
№1046, №1049, для желающих № 1152 - график с параметром.
2. Проверка домашнего задания. (До урока на перемене)
Выразить одну переменную через другую (а, б)
№1034(б), №1140 (а)
На доске “Проверь себя” (До урока на перемене учащиеся проверяют домашнее задание, сверяя с решением на доске.) – решение уравнений, критерии оценок.
(Выразить одну переменную через другую (а, б))
а) 6х - у = 12;
б) 10х + 7у = 0;
у = (7 - 6х) / 2;
у = 3,5 – 3х;
Точки: (0; 3,5), (1; 0,5), (2;-2,5).
ах – 2у = 1, х=5, у = 7, а = ?
Критерий:
Все решено правильно и самостоятельно - “5”;
Все решено правильно, но с помощью - “4”;
Решено с помощью и с ошибкой - “3”.
№ 1140 - оценивается по тем же критериям, только “5” и “4”.
После записи домашней работы предлагаю выставить оценки согласно критериям каждому за свою домашнюю работу (самооценка) в рабочую карту (предварительно подписав карт). Рабочая карта отражена на рисунке 4.
3. Совместная постановка цели урока.
Читаем тему урока на доске.
Ребята, как вы думаете, что должны знать и чему научиться на этом уроке?
А что бы этого достичь, нужно анализировать, сравнивать, объяснять понятия. Работая в классе, необходимо с уважением относиться к окружающим и быть предельно честным.
Для успешной работы повторим теоретический материал, разгадывая кроссворд. Кроссворды находятся в каждой группе (на работу 3 минуты).
Рисунок 1. Кроссворд.
Вопросы к кроссворду:
1. Что является графиком линейной функции?
2. Один из способов задания функции.
3. Пара чисел, изображающаяся в координатной плоскости.
4. Независимая переменная.
5. Множество всех точек координатной плоскости, абсциссы которых равны значениям аргумента, а ординаты - соответствующим значениям функции.
6. Зависимость между переменными, при которой каждому значению независимой переменной соответствует единственной значение зависимой переменной.
7. Какими называются уравнения с двумя переменными имеющие одни и те же решения, или не имеющие решений?
Чья группа угадает быстрее, получает жетон. Всего дается три жетона, т.е. первым трем группам.
Для тех, кто закончил работу, на доске задание (устно):
1. Назвать коэффициенты в уравнениях;
2. Выразить у через х из уравнений:
у = 3,5 - 2,5х.
2х – у = 11;
3. Как назвать эти равенства:
|х| + |у| = 10.
Внимание на доску, проверим кроссворд. (Ответы на кроссворд и критерий оценки работы на доске:)
2. Формула.
4. Аргумент.
5. График.
6. Функция.
7. Равносильными.
Критерий: Быстро и правильно - два “+”, отметить на жетоне номер группы;
Правильно - один “+”.
Поднимите руку, кто получил два “+”, один “+”. Кто не угадал, повторить определения.
Переходим к проверке (решению) устного упражнения:
1. Проговариваем коэффициенты;
2. Выражаем у через х из уравнений;
3. Называем эти равенства - уравнениями с двумя переменными.
Что является решением уравнения с двумя переменными? (Пара значений переменных - х и у )
Сколько решений имеет уравнение с двумя переменными? (Много)
Как изображается пара значений переменных на координатной плоскости? (Точкой)
Сколько таких точек можно изобразить? (Много)
Что является координатами каждой из этих точек? (Абсцисса - значение х , ордината - значение у )
Что образуют все эти точки на координатной плоскости? (График)
Так что называется графиком уравнения с двумя переменными? (Множество всех точек координатной плоскости, координаты которых являются решениями этого уравнения)
Откройте учебник, п.41 и найдите это определение. Прочитаем его. Повторим. А теперь посмотрите на доску. (На доске таблица уравнений с двумя переменными и их графики – рисунок 2).
Рисунок 2. Уравнения с двумя переменными и их графики.
Что вы видите на таблице? (Уравнения с двумя переменными и их графики).
Есть ли среди них линейные уравнения с двумя переменными? (Нет)
Графики этих уравнение вы будите изучать в старших классах. А мы с вами должны узнать, что является графиком линейного уравнения с двумя переменными.
4. Изучение нового материала.
Открыли тетради, записали тему урока. Дайте определение линейной функции и запишем:
где х и у - переменные, k , b - некоторые числа.
Дайте определение линейного уравнения с двумя переменными и запишем:
ах + bу = с,
где х и у - переменные, а, b, с - некоторые числа.
Сравните, что общего в этих видах математической записи (входят две переменные х и у , числа).
Как по-другому называются числа? (Коэффициенты).
Чем отличаются? (Количеством чисел 2 и 3; в первом - выражена зависимость - функция, во втором - не выражена - уравнение).
А можно ли в линейном уравнении с двумя переменными выразить зависимость одной переменной от другой? (Да).
Давайте выразим зависимость переменной у от переменной х в линейном уравнении с двумя переменными:
где х и у - переменные, а, b, с - некоторые числа.
Выражаем в общем виде: bу = с - ах .
Что сейчас мы должны обязательно оговорить? (Что коэффициент при переменной у не равен нулю):
у = (с – ах) / b, при условии b 0 .
у = (с / b) – (а / b)х.
Запишем в стандартном виде:
у = – (а / b)х + (с / b).
Таким образом, мы получили вид линейной функции у = kx + b , только по-другому записаны числа.
Что является графиком линейной функции? (Прямая).
Что необходимо, что бы построить прямую? (Построить две точки).
А почему две точки? (Согласно аксиоме).
Так что же является графиком линейного уравнения с двумя переменными, если коэффициент при у не равен нулю (т.е. b 0 )? (Прямая).
Что является координатами каждой из точек? (Пара значений переменных х и у , которые являются решением данного уравнения).
Запишем уравнение 2х - у = 3 . Коэффициент при переменной у не равен нулю. Запишите одно решение (спрашиваю троих и записываю три решения).
Как проверить, что каждая пара значений переменных х и у , является решением этого уравнения? (Подставить в уравнение вместо переменных х и у их значения. Если равенство верное, значит, пара чисел является решением).
Как нашли это решение? (Х - произвольное значение, у - находим).
Какую фигуру будет изображать пара чисел, являющаяся решением линейного уравнения на координатной плоскости? (Точку).
Сколько пар решений нужно, чтобы построить график? (Две пары).
Мы рассмотрели с вами общий случай построения графика линейного уравнения с двумя переменными. Кроме общего случая существуют частные случаи построения графиков, когда хотя бы один из коэффициентов равен нулю.
Постановка проблемного вопроса.
А что же является графиком линейного уравнения с двумя переменными, если хотя бы один из коэффициентов равен нулю?
Для ответа на этот вопрос предлагается работа по группам. Возьмите карты-таблицы “Что является графиком уравнения ax + by = с , если хотя бы один из коэффициентов равен нулю?”. Подпишите их. Карта-таблица представлена на рисунке 3.
Смотрим таблицу. В первом столбце записаны уравнения. Второй столбец вы должны заполнить, записывая коэффициенты линейных уравнений. Потом записываете пары решений для каждого из уравнений. Затем в соответствии с координатной плоскостью строите графики. И в последнем столбце записываете, что является графиком. Таблица заполняется по строкам. (При этой работе вызываю по одному ученику для заполнения карты-таблицы на доске после некоторого времени, когда большинство заполнят).
Если группа заканчивает работу раньше других, то на доске задание, которое выполняется устно.
По окончании работы заслушиваю двух человек. Обобщаем, что же является графиком линейного уравнения, если хотя бы один из коэффициентов равен нулю? (Прямая).
Рисунок 3 . Карта-таблица “Что является графиком уравнения ax + by = с , если хотя бы один из коэффициентов равен нулю?”.
Внимание на доску! (На доске таблица с графиками линейных уравнений).
Какого случая у нас нет? (а 0, b 0, с = 0 ). Что является графиком? (Прямая пропорциональность).
А теперь найдите в тексте учебника п.41 определение графика линейного уравнения с двумя переменными и зачитайте его.
Повторим, что является графиком линейного уравнения с двумя переменными, в котором хотя бы один из коэффициентов не равен нулю? (Прямая).
А можно ли по виду линейного уравнения с двумя переменными определить, что является графиком данного уравнения? (Можно).
На доске записаны линейные уравнения с двумя переменными:
1) 4х - 3у = 5;
3) 0х + 0у = 0;
Назвать уравнения, графиком которых является прямая, плоскость, нет графика. (Прямая - 1, 2, 5; плоскость - 3; нет графика - 4, 6).
И еще раз, что же является графиком линейного уравнения с двумя переменными, если хотя бы один из коэффициентов отличен от нуля.
А сейчас за работу с картой-таблицей консультант проставит каждому оценки в рабочую карту. Критерий оценки - как для домашнего задания. Поднимите руку, кто справился на “5”, кто на “4”.
5. Закрепление материала.
Самостоятельная работа на доске (проверка у консультанта, консультант проверяет у группы).
Постройте график уравнения:
а) 2х - у = 6 ;
б) х + 6у = 0 ;
в) 1,2х = - 4,8 ;
г) 1,5у = 6 .
Критерий оценки (на доске):
правильно решены все - “5”;
правильно решены 4-5 - “4”;
правильно решены 3 - “3”.
Поднимите руку, кто справился на “5”, кто на “4”, кто на “3”.
Тому, кто закончит раньше, даются уровневые карточки.
6. Рефлексия.
На рабочей карте (рисунок 4) имеются незаконченные предложения. Пожалуйста, закончите их.
На уроке мне было легко при...
На уроке я испытывал(а) трудности при...
Рисунок 4 . Рабочая карта.
Рабочие карты сдать консультанту для итоговой оценки. Консультанты сдадут мне.
Урок окончен! До свидания!
Видеоурок «Уравнение с двумя переменными и его график» знакомит учеников с понятием уравнения с двумя переменными, его решением, дает представление о графике уравнения с двумя переменными, его построении. Задача видеоурока - наглядно представить учебный материал по данной теме, облегчая выполнение задач учителя на уроке и давая возможность ему более эффективно использовать время урока.
Возможности видеоурока больше, чем любого другого наглядного пособия. Возможность использовать анимационные эффекты, заменить учителя в демонстрации построения графиков, чертежей, выполнение голосового сопровождения позволяет повысить эффективность урока, более рационально распределять время, удерживать внимание учеников на изучаемом материале.
Видеоурок начинается с представления темы. Ученикам представляются примеры уравнений с двумя переменными: 3х+4у=16, х 2 =9-у 2 , ху-8=0. Далее дается представление о решениях уравнения с двумя переменными. Демонстрируется подстановка значений переменных х=4 и у=1, которые превращают уравнение 3х+4у=16 в справедливое равенство. После объяснения сути решения уравнения, вводится понятие решения уравнения, которое в данном случае представляет собой пару чисел (4;1), в котором на первом месте представлено значение переменной х, а на втором - значение переменной у. Далее для запоминания учениками на экран выведено определение, что такое решение уравнения, которым называется пара значений для переменных, обращающая уравнение в верное равенство.
Уточняется особенность уравнения, имеющего две переменные - в большинстве случаев они имеют бесконечное множество решений. Вводится понятие равносильных уравнений, представляющих собой уравнения, имеющие одинаковое множество решений. Отмечается одинаковый способ определения степени целого уравнения, имеющего две переменные, и целого уравнения, имеющего одну переменную. Также уточняется, что уравнение, содержащее две переменные, у которого в левой части - многочлен, а в правой - 0, имеет степень, равной степени данного многочлена. Способом определения степени уравнения остается замена его равносильным уравнением таким образом, чтобы в левой части уравнения остался многочлен стандартного вида, а в левой - нуль. Приведен пример такой замены: отмечается, что уравнения (х 2 -у) 2 =х 4 -1 и -2х 2 у+у 2 +1=0 равносильны. После приведения уравнения к виду, когда в левой части остается многочлен стандартного вида, можно установить, что данное уравнение - третьей степени.
Далее рассматриваются особенности графика уравнения, имеющего две переменные. В представленном определении графиком некоторого уравнения, имеющего две переменные, является множество точек на координатной плоскости, подставив координаты которых, можно получить верное равенство. Ученикам напоминается вид графиков, уже изученных ранее и представляющих собой график уравнения с двумя переменными. Это прямая, представляющая собой график линейного уравнения ax+by=c, где a≠0 и b≠0, а также парабола - график уравнения у=х 2 , гипербола - график ух=15.
Ученикам демонстрируется построение графика функции x 2 +y 2 =r 2 , где r - произвольное положительное число. Окружность, являющаяся графиком данного уравнения, представлена на экране. Доказывается, что любая точка окружности будет удовлетворять данному уравнению. Для этого отмечаем произвольную точку В(х;у). Длина опущенного на ось абсцисс перпендикуляра равна модулю ординаты данной точки, а отрезок, проведенный из данной точки в начало координат - радиусу. Длина отрезка от начала координат до точки пересечения перпендикуляра с осью абсцисс равна модулю абсциссы. Из полученного прямоугольного треугольника АОВ имеем равенство: АО 2 +АВ 2 =ВО 2 , то есть |x| 2 +|y| 2 =r 2 . Это равенство также справедливо без знака модуля.
Чтобы убедиться, что уравнение верно в любом положении В(х;у) на окружности, предлагается рассмотреть точку В, которая лежит в точке пересечения окружности с осью абсцисс. Отмечается, что в этом случае одна координата точкиу равняется радиусу, а вторая - нуль. Уравнение x 2 +y 2 =r 2 превращается в 0 2 +r 2 =r 2 , поэтому равенство также справедливо. При этом для всех точек, которые не лежат в области определения, их координаты не удовлетворяют уравнению окружности x 2 +y 2 =r 2 . Примеры таких точек отмечены на координатной плоскости. Общий вывод из рассмотренного построения следует, что уравнение окружности в записи х 2 +у 2 =r 2 верно для случаев, когда точки А(х;у) принадлежат области определения φ, О(0;0) - центр окружности, а r - радиус.
Далее рассматривается, как уравнение окружности зависит от положения ее центра. Отмечается, что при переносе центра на |а| единиц вправо или влево параллельно х, а также на |b| единиц вверх или вниз, параллельно у, получается окружность того же радиуса, только с центром в точке с новыми координатами О(a;b). Уравнением такой окружности будет (x-a) 2 +(y-b) 2 =r 2 .
Видеоурок «Уравнение с двумя переменными и его график» может быть использован как наглядное пособие на уроке алгебры по данной теме или заменить объяснение учителя по теме. Также данный материал может быть полезен при дистанционном обучении, поможет освоить тему ученикам самостоятельно.
Определение: ax + by + c = 0, где a, b и c – числа (также их называют коэффициенты), причем a и b не равны нулю, x и y – переменные, называют линейным уравнением с уравнение вида двумя переменными. Пример 1: 5 x – 2 y + 10 = 0 – линейное уравнение с двумя переменными: a = 5, b = -2, c = 10, x и y – переменные. Пример 2: – 4 x = 6 y – 14 – также является линейным уравнением с двумя переменными. Если перенести все члены уравнения в левую часть, то получим это же уравнение, записанное в общем виде: – 4 x – 6 y + 14 = 0, где а = – 4, b = – 6, c = 14, x и y – переменные. Общим видом линейного уравнения с двумя переменными называют запись: ax + by + c = 0, когда все члены уравнения записаны в левой части от знака = , а в правой части записан нуль. Пример 3: 3 z – 5 w + 15 = 0 – также является линейным уравнением с двумя переменными. В данном случае переменными являются z и w. В качестве переменных вместо x и y могут быть любые буквы латинского алфавита.
Таким образом, линейным уравнением с двумя переменными, можно назвать любое уравнение, содержащее две переменные, за исключением двух случаев: 1. Когда переменные в уравнении возведены в степень, отличную от первой! Пример 1: -5 x 2 + 3 y + 9 = 0 – не является линейным уравнением, так как переменная x во второй степени. Пример 2: 6 x – y 5 + 12 = 0 – не является линейным уравнением, так как переменная у в пятой степени. 2. Когда уравнение содержит переменную в знаменателе! Пример 3: 2 x + 3/y + 18 = 0 – не является линейным уравнением, так как переменная у содержится в знаменателе. Пример 4: 1/x – 2/y + 3 = 0 – не является линейным уравнением, так как переменные х и у содержатся в знаменателе.
Определение: Решением линейного уравнения с двумя переменными ax + by + c = 0, называется всякая пара чисел (х; у), которая, при подстановке в данное уравнение, превращает его в верное равенство. Пример 1: Для линейного уравнения 5 x – 2 y + 10 = 0 решением является пара чисел (-4; -5). В этом легко убедиться, если подставить в уравнение х = -4 и у = -5: 5·(-4) – 2·(-5) + 10 = 0 -20 + 20 = 0 – верное равенство. Пример 2: Для того же уравнения 5 x – 2 y + 10 = 0 пара чисел (1; 4) не является решением: 5·1 – 2·4 + 10 = 0 5 – 8 + 10 = 0 7 = 0 – не верное равенство.
Для любого линейного уравнения с двумя переменными, можно подобрать бесконечное количество пар чисел (х; у), которые будут являться его решениями. Действительно, для линейного уравнения из предыдущего примера 5 x – 2 y + 10 = 0, помимо пары чисел (-4; -5), решениями будут являться пары чисел: (0; 5), (-2; 0), (2; 10), (-3; -2, 5), (-1; 2, 5) и т. д. Такие пары чисел можно подбирать бесконечно. Замечание: Решение линейного уравнения с двумя переменными записывается в круглых скобках, причем на первом месте всегда записывается значение переменной х, а на втором месте всегда записывается значение переменной у!
Графиком линейного уравнения с двумя переменными ax + by + c = 0 является прямая линия. Например: график уравнения 2 х + у – 2 = 0 выглядит как показано на рисунке. Все точки прямой линии на графике являются решениями для данного линейного уравнения. График линейного уравнения с двумя переменными является геометрической моделью этого уравнения: таким образом, с помощью графика, можно изобразить бесконечное множество решений линейного уравнения с двумя переменными.
Как построить график линейного уравнения ax + by + c = 0 ? Запишем план действий: 1. Задать прямоугольную систему координат для того, чтобы изобразить все решения линейного уравнения (х; у), мы воспользуемся прямоугольной системой координат, где по оси Ох мы будем откладывать значения переменной х, а по оси Оу – значения переменной у. 2. Подобрать две пары чисел: (х1; у1) и (х2; у2), являющиеся решениями для данного линейного уравнения На самом деле, мы можем подбирать сколько угодно решений (х; у), все они будут лежать на одной прямой. Но для того, чтобы провести прямую – график линейного уравнения, нам достаточно всего двух таких решений, ведь мы знаем, что через две точки можно провести только одну прямую. Подобранные решения принято записывать в виде таблицы: х х1 х2 у у1 у2 3. Изобразить точки (х1; у1) и (х2; у2) в прямоугольной системе координат. Провести через эти две точки прямую линию – она и будет графиком уравнения ax + by + c = 0.
Пример: построим график линейного уравнения 5 x – 2 y + 10 = 0: 1. Зададим прямоугольную систему координат х. Оу: 2. Подберем два решения для нашего уравнения и запишем их -4 -2 х в таблицу: у -5 0 Для уравнения 5 x – 2 y + 10 = 0 решениями являются, к примеру, пары чисел: (-4; -5) и (-2; 0) (см. слайд 5). Запишем их в таблицу. Примечание: пара чисел (2; 10) также является решением для нашего уравнения (см. слайд 5), но координату у = 10 в нашей системе координат строить неудобно, так как у нас по оси у вверх отложено всего 7 клеточек, а продолжить ось места нет. Поэтому: чтобы построить график линейного уравнения, из всего бесконечного множества решений, мы подбираем такие пары чисел (х; у), которые удобнее построить в прямоугольной системе координат!
Пример: построим график линейного уравнения 5 x – 2 y + 10 = 0: х -4 -2 у -5 0 3. Строим график: Построим в системе координат точку (-4; -5): По оси х откладываем координату -4 По оси у откладываем координату -5 На пересечении координат получаем первую точку. Аналогично строим точку с координатами (-2; 0): По оси х откладываем координату -2 По оси у откладываем координату 0 На пересечении координат получаем вторую точку. -4 -2 0 -5 Через две точки проводим прямую – график линейного уравнения 5 x – 2 y + 10 = 0
Линейная функция. Если из линейного уравнения ax + by + c = 0 выразить переменную у, то есть переписать уравнение в виде, где у в левой части уравнения, а всё остальное в правой: ax + by + c = 0 – перенесем ax и c в правую часть by = – ax – с – выразим у у = (– ax – с) : b, где b ≠ 0 у = – a/b · х – с/b, обозначим – a/b = k и – с/b = m y = kx + m – получили более простую запись линейного уравнения с двумя переменными. Таким образом, линейное уравнение с двумя переменными, записанное в виде: y = kx + m, где переменные, k и m – коэффициенты, называется линейной функцией. хиу– Переменная х – называется независимой переменной или аргументом. Переменная у – называется зависимой переменной или значением функции.
График линейной функции. Так как линейная функция - это частный вид линейного уравнения с двумя переменными, а графиком линейного уравнения является прямая линия, то можно сделать следующий вывод: графиком линейной функции y = kx + m является прямая линия. Как построить график линейной функции? Задаем прямоугольную систему координат. Находим пары чисел: (х1; у1) и (х2; у2), х х1 х2 являющиеся решениями для линейной у у1 у2 функции и записываем их в таблицу. Для того, чтобы найти решения линейной функции, не обязательно подбирать их в уме, как мы это делали для линейного уравнения. Нужно придать переменной х конкретные значения х1 и х2, и, подставив их поочередно в функцию, посчитать значения у1 = kx 1 + m и у2 = kx 2 + m. Примечание: переменной х можно придавать абсолютно любые значения, но целесообразно брать такие числа, которые нам удобно будет строить в прямоугольной системе координат, например числа 0, 1, -1. 3. Строим точки (х1; у1) и (х2; у2), и проводим через них прямую линию – это и будет график линейной функции.
Пример 1: построим график линейной функции у = 0, 5 х + 4: 1. Зададим прямоугольную систему координат. 2. Заполним табличку: х 0 -2 у 4 3 Придадим переменной х конкретные значения х1 и х2: удобнее взять х1 = 0, так как с нулём легче считать, получаем: у1 = 0, 5·0 + 4 = 4 х2 можно взять равным 1, но тогда у2 получим дробное число: 0, 5 · 1 + 4 = 4, 5 – его неудобно строить на координатной плоскости, удобнее взять х2 равным 2 или -2. Пусть х2 = -2 , получаем: у2 = 0, 5·(-2) + 4 = -1 + 4 = 3 4 3 -2 0 3. Построим на координатной плоскости точки (0; 4) и (-2; 3) проведем через эти точки прямую линию – получим график линейной функции у = 0, 5 х + 4
Пример 2: построим график линейной функции у = -2 х + 1: 1. Зададим прямоугольную систему координат. 2. Заполним табличку: х 0 1 у 1 -1 Придадим переменной х конкретные значения х1 и х2: например х1 = 0, получаем: у1 = -2 ·0 + 1 = 1 1 1 -1 0 пусть х2 = 1 , получаем: у2 = -2· 1 + 1 = -2 + 1 = -1 3. Построим на координатной плоскости точки (0; 1) и (1; -1) проведем через эти точки прямую линию – получим график линейной функции у = -2 х + 1
Пример 3: постройте график линейной функции у = -2 х + 1, и найдите наибольшее и наименьшее значение функции на отрезке [-2; 3] 1. Построим график функции (см. предыдущий слайд). Значение функции – это значение переменной у. Таким образом, нужно найти у наибольшее и у наименьшее, если переменная х наименьшее может принимать значения только из промежутка [-2; 3]. 2. Отметим на оси Ох отрезок [-2; 3] 3. Через концы отрезка проводим прямые, параллельные оси Оу, Оу отмечаем точки пересечения этих прямых с графиком. Так как по условию у нас дан отрезок, то точки рисуем закрашенные! 5 - наибольшее 1 1 -2 0 3 наименьшее - -5 4. Находим ординаты полученных точек: у = 5 и у = -5. -5 Очевидно, что наибольшим значением у из промежутка [-5; 5] является у = 5, а 5 наименьшим – у = -5. -5
Вариант 3. Задание № 1: постройте график линейной функции у = 1/2 х – 2. 1. Зададим прямоугольную систему координат. 2. Заполним табличку: х 0 2 у -2 -1 Придадим переменной х конкретные значения х1 и х2: например х1 = 0, получаем: у1 = 1/2 · 0 – 2 = -2 пусть х2 = 2 , получаем: у2 = 1/2 · 2 – 2 = 1 – 2 = -1 0 2 -1 -2 3. Построим на координатной плоскости точки (0; -2) и (2; -1) проведем через эти точки прямую линию – получим график линейной функции у = 1/2 х – 2
Задание № 1: С помощью графика найдите: а) наименьшее и наибольшее значения функции на отрезке [-2; 4] Значение функции – это значение переменной у. Таким образом, нужно найти у наибольшее и у наименьшее, если переменная х наименьшее может принимать значения только из промежутка [-2; 4]. 1. Отметим на оси Ох отрезок [-2; 4] 2. Через концы отрезка до пересечения с графиком, проводим прямые, параллельные оси Оу. Оу Отмечаем точки пересечения этих прямых с графиком. Так как по условию у нас дан отрезок, то точки рисуем закрашенные! наибольшее - 0 -2 -1 -2 2 4 -3 - наименьшее 3. Находим ординаты полученных точек: у = 0 и у = -3. -3 Очевидно, что наибольшим значением у из промежутка [-3; 0] является у = 0, а наименьшим – у = -3. -3
Задание № 1: С помощью графика найдите: а) наименьшее и наибольшее значения функции на отрезке [-2; 4] Замечание: по графику не всегда можно точно определить координаты той или иной точки, это связано с тем, что размеры клеточек в тетради могут быть не идеально ровными, или мы можем немного криво провести прямую через две точки. А результатом такой погрешности могут быть неправильно найденные наибольшее и наименьшее значение функции. Поэтому: если мы находим координаты тех или иных точек по графику, обязательно после делаем проверку, подставив найденные координаты в уравнение функции! Проверка: подставим координаты хнаим. = -2 и унаим. = -3 в функцию у = 1/2 х – 2: -3 = 1/2 · (-2) – 2 -3 = -1 – 2 -3 = -3 – верно. Подставим координаты хнаиб. = 4 и унаиб. = 0 в функцию у = 1/2 х – 2: 0 = 1/2 · 4 – 2 0=2– 2 0 = 0 – верно. Ответ: унаиб = 0, унаим = -3
Задание № 1: С помощью графика найдите: б) значения переменной х, при которых у ≤ 0. На координатной плоскости все значения переменной у - меньшие нуля, расположены ниже оси Ох. Ох Таким образом, для того, чтобы решить неравенство у ≤ 0, нужно 0 рассмотреть часть графика, 2 расположенную ниже оси Ох и с 4 -∞ 0 помощью промежутка записать какие при этом значения принимает -1 переменная х. -2 1. Отметим часть графика, расположенную ниже оси Ох 2. Отметим точку пересечения графика с осью Ох, Ох это точка с координатой х = 4. Так как мы имеем не строгое неравенство «≤» , то точка должна быть закрашена! 3. Отмечаем часть оси Ох, соответствующую выделенной части графика, это и Ох будет искомая область. Записываем ответ: х принадлежит промежутку (-∞; 4] – скобка квадратная, так как в условии неравенство не строгое «≤» !
Задание № 2: Найдите координаты точки пересечения прямых у = 3 х и у = -2 х - 5 Данное задание можно решить двумя способами. 1 способ – графический: Построим графики данных линейных функций в одной координатной плоскости: 1. Зададим прямоугольную систему координат. 2. Заполним 0 х табличку для 0 у функции у = 3 х возьмем х1 = 0, получаем: у1 = 3 · 0 = 0 3 1 3 возьмем х2 = 1, получаем: у2 = 3 · 1 = 3 3. Построим на координатной плоскости точки (0; 0) и (1; 3) проведем через эти точки график – прямую линию. 0 1
Задание № 2: Найдите координаты точки пересечения прямых у = 3 х и у = -2 х - 5 4. Заполним 0 -1 х табличку для -5 -3 функции у = -2 х - 5 у возьмем х1 = 0, получаем: у1 = -2 · 0 – 5 = -5 возьмем х2 = -1, получаем: у2 = -2 · (-1) – 5 = 2 – 5 = -3 5. Построим на координатной плоскости точки (0; -5) и (-1; -3) 3 -1 0 1 -3 проведем через эти точки график -5 6. Находим абсциссу и ординату точки пересечения полученных графиков: х = -1 и у = -3. -3 Замечание: если мы решаем графическим способом, то, как только мы Замечание нашли абсциссу и ординату точки пересечения графиков, обязательно нужно сделать проверку, подставив найденные координаты в оба уравнения! Проверка: для у = 3 х: -3 = 3 · (-1) для у = -2 х – 5: -3 = -2 · (-1) – 5 -3 = -3 - верно Ответ: (-1; -3)
Задание № 2: Найдите координаты точки пересечения прямых у = 3 х и у = -2 х - 5 2 способ – аналитический: Пусть данные прямые пересекаются в точке А(х; у), координаты х и у которой мы должны найти. Рассмотрим функции у = 3 х и у = -2 х – 5 – как линейные уравнения с двумя переменными. Так как обе прямые проходят через точку А, то координаты этой точки: пара чисел (х; у) – является решением для обоих уравнений, то есть нам нужно подобрать такую пару чисел (х; у), чтобы при подстановке и в первое, и во второе уравнение, получилось верное равенство. А найдем мы эту пару чисел следующим образом: так как левые части уравнений равны у = у, то, соответственно, мы можем приравнять правые части этих уравнений: 3 х = -2 х – 5. Запись 3 х = -2 х – 5 – это линейное уравнение с одной переменной, решим его и найдем переменную х: Решение: 3 х = -2 х – 5 3 х + 2 х = -5 5 х = -5: 5 х = -1 Получили х = -1. Теперь осталось только подставить х = -1 в любое из уравнений и найти переменную у. Удобнее подставить в первое уравнение у = 3 х, получаем: у = 3 · (-1) = -3 Получили точку А с координатами (-1; -3). Ответ: (-1; -3)
Задание № 3: а) Найдите координаты точек пересечения графика линейного уравнения 3 х + 5 у + 15 = 0 с осями координат Графиком линейного уравнения, как вы уже знаете, является прямая линия, и она может пересекать координатные оси Ох и Оу в одной точке, если проходит через начало координат, и эта точка (0; 0); либо в двух точках: 1. (х; 0) – точка пересечения графика с осью Ох 2. (0; у) – точка пересечения графика с осью Оу. Найдем эти точки: 1. Подставим в уравнение значение у = 0, получим: 3 х + 5·0 + 15 = 0 – решим это уравнение и найдём х. 3 х + 15 = 0 3 х = -15 Получили точку с координатами: (-5; 0) – это точка пересечения х = -15: 3 графика с осью Ох х = -5 2. Подставим в уравнение значение х = 0, получим: 3·0 + 5 у + 15 = 0 – решим это уравнение и найдем у. 5 у + 15 = 0 5 у = -15 Получили точку с координатами: (0; -3) – это точка пересечения у = -15: 5 графика с осью Оу у = -3 Ответ: (-5; 0) и (0; -3)
Задание № 3: б) Определите, принадлежит ли графику уравнения 3 х + 5 у + 15 = 0 точка С(1/3; -3, 2) Если точка С(1/3; -3, 2) принадлежит графику данного уравнения, то она является для этого уравнения решением, то есть при подстановке в уравнение значений х = 1/3 и у = -3, 2 должно получиться верное равенство! В противном случае, если верного равенства не получается, эта точка не принадлежит графику данного уравнения. Подставим в уравнение х = 1/3 и у = -3, 2 и проверим: 3 · 1/3 + 5 · (-3, 2) + 15 = 0 1 – 16 + 15 = 0 – 15 + 15 = 0 0 = 0 – верное равенство. Следовательно, точка С принадлежит графику уравнения 3 х + 5 у + 15 = 0 Ответ: точка С(1/3; -3, 2) принадлежит графику уравнения 3 х + 5 у + 15 = 0
Задание № 4: а) Задайте линейную функцию у = kx формулой, если известно, что её график параллелен прямой 6 х – у – 5 = 0. б) Определите, возрастает или убывает заданная вами линейная функция. Теорема о взаимном расположении графиков линейных функций: Даны две линейные функции у = k 1 x + m 1 и y = k 2 x + m 2: Если k 1 = k 2 , при этом m 1 ≠ m 2 , то графики этих функций – параллельны. Если k 1 ≠ k 2 , и m 1 ≠ m 2 , то графики этих функций – пересекаются. Если k 1 = k 2 , и m 1 = m 2 , то графики этих функций – совпадают. а) По теореме о взаимном расположении графиков линейных функций: если прямые у = kx и 6 х – у – 5 = 0 – параллельны, то коэффициент k функции у = kx, kx равен коэффициенту k функции 6 х – у – 5 = 0. 0 Приведем уравнение 6 х – у – 5 = 0 к виду линейной функции и выпишем его коэффициенты: 6 х – у – 5 = 0 – перенесем -у вправо, получим: 6 х – 5 = у или у = 6 х – 5 , k = 6, m = – 5. 6 5 Следовательно, функция у = kx имеет вид: у = 6 х. 6 х б) Функция возрастает если k > 0 и убывает, если k 0! 0 Ответ: y = 6 x, функция возрастает. 6 x
Задание № 5: При каком значении p решением уравнения 2 px + 3 y + 5 p = 0 является пара чисел (1, 5; -4)? Так как пара чисел (1, 5; -4) является решением для данного уравнения, то подставим в уравнение 2 px + 3 y + 5 p = 0 значения х = 1, 5 и у = -4, получим: 2 p · 1, 5 + 3 · (-4) + 5 p = 0 – выполним умножение 3 p – 12 + 5 p = 0 – решим данное уравнение и найдем p 3 p + 5 p = 12 8 p = 12: 8 p = 1, 5 Следовательно, при p = 1, 5 решением уравнения 2 px + 3 y + 5 p = 0 является пара чисел (1, 5; -4) Проверка: при p = 1, 5 получаем уравнение: 2·1, 5 х + 3 у + 5·1, 5 = 0 3 х + 3 у + 7, 5 = 0 – подставим в данное уравнение х = 1, 5 и у = -4, получим: 3·1, 5 + 3 ·(-4) + 7, 5 = 0 4, 5 – 12 + 7, 5 = 0 0 = 0 – верно. Ответ: p = 1, 5
