Добро пожаловать
Алгебра — это детективная работа.
Кто-то спрятал число. Они дали вам подсказки. Ваша задача — выяснить, какое это число.
Спрятанное число получает имя: x. Вот что такое переменная — имя для чего-то, что вы ещё не знаете.
К концу этого урока вы сможете находить x во всё более хитрых местах. И как только вы это сможете делать, у вас есть универсальный ключ ко всей высшей математике.
Разминка
Быстрая головоломка
На секунду забудьте о математике. Просто подумайте об этом:
Если 3 мешка яблок весят всего 12 фунтов, сколько весит один мешок?
Баланс
Метафора баланса
Уравнение — это весы. Знак равенства — это точка опоры. То, что находится слева, весит столько же, сколько то, что находится справа.
Золотое правило: что бы вы ни делали с одной стороной, вы должны делать то же самое с другой. Если вы добавляете 5 к левой стороне, вы добавляете 5 к правой. Если вы делите левую на 3, вы делите правую на 3.
Пример 1: x + 5 = 12
К x добавляется 5. Чтобы изолировать x, мы выполняем обратную операцию — вычитаем 5 из обеих сторон.
x + 5 - 5 = 12 - 5
x = 7
Пример 2: 3x = 21
x умножается на 3. Чтобы изолировать x, мы выполняем обратную операцию — делим обе стороны на 3.
3x ÷ 3 = 21 ÷ 3
x = 7
Сложение ↔ Вычитание. Умножение ↔ Деление. Это обратные пары.
Порядок имеет значение
Два шага к свободе
Теперь x заперт за двумя операциями вместо одной.
Пример: 2x + 3 = 11
Думайте об этом как о раскрытии пакета. x был сначала умножен на 2, затем к нему добавлено 3. Чтобы это отменить, мы идём в обратном порядке:
Шаг 1: Отмените сложение. Вычтите 3 из обеих сторон.
2x + 3 - 3 = 11 - 3
2x = 8
Шаг 2: Отмените умножение. Разделите обе стороны на 2.
2x ÷ 2 = 8 ÷ 2
x = 4
Правило: сначала отмените сложение или вычитание, затем отмените умножение или деление. Вы снимаете слои в обратном порядке.
Вы всегда можете проверить свой ответ, подставив его обратно: 2(4) + 3 = 8 + 3 = 11. ✓
Сбор переменных
Что если x находится с обеих сторон?
До сих пор x появлялась только на одной стороне уравнения. Но что происходит, когда x появляется с обеих сторон?
Пример: 5x + 2 = 3x + 10
x находится и на левой, и на правой стороне. Нам нужно собрать все члены с x на одной стороне.
Шаг 1: Вычтите 3x из обеих сторон, чтобы собрать члены с x вместе.
5x - 3x + 2 = 3x - 3x + 10
2x + 2 = 10
Шаг 2: Теперь это уравнение с двумя шагами. Вычтите 2 из обеих сторон.
2x = 8
Шаг 3: Разделите обе стороны на 2.
x = 4
Проверка: 5(4) + 2 = 22. И 3(4) + 10 = 22. Обе стороны равны 22. ✓
Новый ход простой: вычтите меньший член с x из обеих сторон, чтобы собрать весь x на одной стороне. Затем решайте как раньше.
Перевод с английского на алгебру
От слов к уравнениям
Самая сложная часть алгебры — это не решение уравнений, а их составление. Реальные задачи приходят в словах, а не в символах.
Руководство по переводу:
- число → x
- удвоенное или дважды → 2x
- плюс, больше, увеличенное на → +
- минус, меньше, уменьшенное на → -
- есть, равно, даёт в результате → =
Пример
"Число удвоенное плюс три равно пятнадцать."
Перевод: 2x + 3 = 15
Решение: 2x = 12, значит x = 6.
Хитрость в том, чтобы читать медленно, переводить по частям и писать уравнение перед тем как его решать.
Уравнения — это линии
Каждое линейное уравнение — это линия
Вы решали уравнения — находили, где x находится на числовой прямой. Но есть более широкая картина.
Когда у вас есть уравнение с двумя переменными, например y = 2x + 3, каждое решение — это точка на графике. И все эти точки образуют прямую линию.
Форма пересечения наклона: y = mx + b
- m — это наклон — как круто идёт линия. Это говорит вам, как много y меняется, когда x увеличивается на 1.
- b — это пересечение с осью y — где линия пересекает ось y. Это значение y, когда x = 0.
Обратно к мобильному тарифу
Ваш тариф был: стоимость = 0.05 × (количество сообщений) + 20
Или в форме пересечения наклона: y = 0.05x + 20
- Наклон равен 0.05 — каждое дополнительное сообщение добавляет 5 центов к вашему счёту.
- Пересечение с осью y равно 20 — даже без сообщений вы платите $20.
Если бы вы нарисовали это, вы бы увидели линию, начинающуюся с $20 на оси y, поднимающуюся на 5 центов за каждое сообщение.