Иррациональные уравнения в курсе девятилетней школы

Разделы: Математика


C простейшими иррациональными уравнениями я знакомлю учащихся в 8 классе после изучения темы “Квадратные корни. Арифметический квадратный корень” (п. 11). Затем на протяжении всего школьного курса продолжаю решать с учащимися эти уравнения, постепенно добавляя новые типы уравнений после изучения соответствующего материала в учебнике. Отдельных уроков на изучение иррациональных уравнений я не выделяю. Отработка навыков решения идёт:

а) в устных упражнениях, где, в основном повторяется алгоритм решения уже знакомых уравнений;

б) в письменных заданиях в классной работе;

в) в домашней работе.

При выполнении письменных упражнений обычно одно иррациональное уравнение решаю у доски я, затем одно уравнение – вызываю решить кого-нибудь из учащихся, аналогичное уравнение подбираю для задания на дом.

Такая работа проводится не на каждом уроке, это зависит от изучаемой темы, но всё же у учащихся постепенно вырабатывается навык решения иррациональных уравнений.

Итак, первое знакомство с иррациональными уравнениями происходит при работе по учебнику “Алгебра” (авторы Ю.Н.Макарычев, Н.Г.Миндюк и др. под редакцией Теляковского), 8 класс, п. 11: “Квадратные корни. Арифметический квадратный корень”.

На первом уроке рассматривается весь теоретический материал, решаются упражнения типа №№ 287,288,289,291,293.

На втором уроке, при повторении теоретического материала, опять обращается внимание на тот факт, что равенство = в является верным, если выполняется два условия:

1) в >= 0 ; 2) в2 = а ;

и на тот факт, что при любом а, при котором выражение имеет смысл, верно равенство: () 2 = а. Желательно на доске оставить такую запись:

= в.
  1. в > 0 ,
  2. в2 = а.
    

 

()2 = а,

а >= 0.

Ещё лучше – вывесить эти формулы на стенде: “К уроку математики ”.

Решаются упражнения: №№ 295, 296, 297, 300, 301.

Решение упражнений №№ 300,301 (фрагмент урока):

№ 300

а): “При каком значении переменной верно равенство: = 11?”.

Решение: (используем определение арифметического квадратного корня)

= 11, если:

  1. 11 > 0,
  2. 112 = х,
    х =
    121.

Ответ: 121.

п. б), в), г) учащиеся решают у доски.

п. д), е) ученики решают каждый самостоятельно с последующей проверкой.

б) 10 = 3,

= ,

1) > 0,

2) х = ()2 ,

х = 0, 09.

Ответ: х = 0, 09.

в) = -20,

1) – 20 < 0,

Ответ: нет решений.

г) 2 - 1 = 0,

2 = 1,

= ,

1) > 0,

2) х = ()2,

х = .

Ответ: х = .

д) 5- = 0,

= 5,

1) 5 > 0,

2) х = 52,

х = 25.

Ответ: х = 25.

е) 2 + = 0,

= -2.

1) -2< 0

Ответ: нет решений.

№ 301. Найдите значение переменной, при котором верно равенство:

а) = 7.

1) 7 > 0,

2) 3 + 5х = 7 2,

5х = 46 ,

х = 46:5,

х = 9,2.

Ответ: х = 9,2.

б) = 0.

1) 0 = 0,

2) х - = 0,

х = ,

х = 1,5.

Ответ: х = 1,5.

В данных уравнениях переменная стоит под знаком корня. Такие уравнения называются иррациональными (записываем определение в тетрадь). Далее (устно) учащиеся выбирают из записанных на доске уравнений иррациональные:

а) 2х + 1 = 10. г) = 3.
б) | х | = 5. д) · (х – 1) = 15.
в) 20: (х + 4) = 5.

Ответ: пункт г) т. к. только здесь переменная содержится под знаком корня.

Домашнее задание: №№ 298,299,301 б),458 (а,г,д).

На последующих уроках в устных упражнениях можно решить следующие задания:

1) Показать, что число 7 является корнем уравнения:

а) =2 , ( = = 2).
б) = 6 , ( = = 6).
в) = 3 , ( = = 3).

2) Решить уравнение:

а) = 3 (х = 9).
б) = 7 (х = 72 = 49).
в) = 0 (2х – 1 = 0, х = ).
г) = 0 (3х + 2 = 0, х = -).
д) = 4 (- х = 16, х = - 16).
е) = 2 1) 2 > 0 2) х + 1 = 2 2 , х = 3.
ж) = 3 2) 3 > 0 2) х – 1 = 3 2 , х – 1 = 9 , х = 10.
з) = а 3) если а < 0 , нет решений;

2) если а = 0 , х = 0;

3) если а > 0 , х = а 2.

На дом можно добавлять к основному заданию уравнения типа: = 4; = 3.

После изучения темы “Уравнение х 2 = а ” (п.12) даю для решения такое уравнение:

= 5.

1) 5 > 0;

2) 74 – х 2 = 5 2, 74 – х 2 = 25, х 2 = 49, х = ± 7. Ответ: - 7 ; + 7.

На дом уравнение: = 9.

1) 9 > 0;

2) х 2 + 17 = 9 2, х 2 + 17 = 81, х 2 = 64, х = ± 8. Ответ: х = ± 8.

В п. 16 “Квадратный корень из степени” рассматривается формула: = | х |.

На втором уроке после работы с данной формулой можно предложить следующие уравнения:

1) = 3, 2) = - 5, 3) = 1,
| х | = 3, | у | = - 5. | 2х + 3 | = 1,
х = 3, х = - 3. нет решения. 2х + 3 = 1, или 2х + 3 = - 1,
Ответ: - 3; 3. 2х = - 2, 2х = - 4,
х = - 1. х = - 2.

Ответ: - 1; - 2.

4) = 10,

= 10,

| х - 6 | = 10,

х – 6 = 10, или х – 6 = - 10,

х = 16. х = - 4.

Ответ: 16; - 4.

К основному домашнему заданию добавляю уравнения :

= 9; = - 8; = 0;

= 5 ; = 6.

Затем в 8 классе изучается тема “Решение квадратных уравнений по формуле”. В конце изучения темы я всегда предлагаю решить такие иррациональные уравнения:

а) = х – 5. Выражение х – 5 не может быть отрицательным:

х – 5 >= 0.

Но решать неравенства мы ещё не умеем. Будем поступать так: решим уравнение и сделаем проверку.

= х – 5, [ 1 ]

х + 1 = (х – 5) 2,

х + 1 = х 2 – 10х + 25,

х 2 – 11х + 24 = 0,

Д = 121- 4 · 24 = 121 - 96 = 25,

х 1,2 = ,

х 1 = 8, х 2 = 3.

1) х = 8,

Проверка:

= х – 5,

= 8 – 5,

3 = 3 - равенство верное,

х = 8 является корнем уравнения.

2) х = 3,

= х – 5,

= 3 – 5,

= - 2,

2= - 2 - равенство не верное,

х = 3 не является корнем уравнения.

Ответ: х = 8.

Как решить это уравнение – показываю у доски я сама.

б) 3 + = х - решает у доски ученик. [ 1 ]

Уравнения:

= х. (Ответ: 2) [ 2 ]

х +. (Ответ: 3) [ 1 ]

задаются на дом.

Из дополнительных упражнений можно решить № 458 (б,в),№ 459.

№ 458. Решить уравнение:

б) . (Ответ: ), в) . (Ответ: ).

№ 459. Решить уравнение: .

1) 2 > 0, , .

2) 3 > 0, , , .

3) 7 > 0, х = 7 2 , х = 49.

Проверка:

, ,

- равенство верно.

Ответ: 49.

В конце 8 класса изучается тема “Неравенства”.

Можно дать такой способ решения иррациональных уравнений:

= х – 2. [ 1 ]

1) х - 2 >= 0,

х >= 2,

2) 2х - 1 = (х - 2) 2.

2х - 1 = х 2 - 4х + 4,

х 2 - 6х + 5 = 0,

Д 1 = 9 – 1 · 5 = 4,

х 1,2 = , х 1 = 5, х 2 = 1.

3)

4)

С помощью проверки решаем уравнения:

= , = , = [ 1 ] , воспользовавшись формулой: ()2 = а, если а >= 0, т.е. левую и правую часть уравнения возводим в квадрат и проверяем, не появились ли постороние корни, подставляя найденное значение в исходное уравнение.

В 9 классе совершенствуются навыки решения иррациональных уравнений. В № 11 (п.1 , Алгебра 9 под редакцией С.А. Теляковского) выполняем задание: “Найти область определения функции”:

в) у = , (9 + х >= 0, х >= - 9).

Так как у учащихся появляются навыки нахождения области определения функции вида: у = ; у = и т.п., то можно предложить учащимся следующие задания:

1) Решить уравнение:

(х2 – 9) · = 0,
х2 – 9 = 0, или = 0,
х = ± 3. 2 – х = 0,
х = 2.

Так обычно многие учащиеся и записывают ответ: х = ± 3, х = 2.

Обращаю внимание:

1) делать проверку;

2) вместо проверки найти те значения х, которые можно подставлять в выражение

.2 – х >= 0, х <= 2.

Данному условию удовлетворяют корни: х = - 3 ; х = 2.

На дом: (х – 5) (х + 2) = 0. [ 2 ]

Ответ: х = 7.

2). Предлагаю учащимся подумать, почему данные уравнения не имеет корней:

а) = -8, (- 8 < 0).

б) = 12, (-2 · х2 <= 0).

в) + = -3,

При х >= 3 сумма двух неотрицательных чисел не может быть равна отрицательному числу.

г) .

1) х – 6 >= 0, если х >= 6,

2) 4 – х >= 0, если х <= 4,

3)

В 9 классе в п. 11 “Уравнения, приводимые к квадратным ” рассматривается решение уравнений, используя введение новой переменной. Когда учащиеся освоят данный способ, предлагаю решить несколько уравнений [ 3 ]:

1) х 2 – 24 – 2

1 способ. Пусть х 2 – 24 = у, тогда данное уравнение имеет вид: у -

Эту замену учащиеся “видят ” без помощи учителя.

2 способ. Он более рациональный, я обязательно показываю его школьникам.

Пусть , тогда (, х 2 – 24 = а 2

Данное уравнение имеет вид:

а 2 – 2а = 15,

а 2 – 2а – 15 = 0,

а 1 = 5 , а 2 = - 3,

, значит: или ,
х 2 – 24 = 25, - 3 < 0,
х 2 = 49, нет решений.
х = ± 7,
Ответ: - 7; 7.

Конечно, введя новую переменную , можно было указать, что а >= 0, тогда значение а = - 3 сразу же “отбрасываем”.

Аналогично решаются уравнения:

2) х 2 + 13 - 2. (Ответ: х = ± 6).

3) 41 – х 2 - 2. (Ответ: х = ± 4).

4) х 2 + 11 + . (Ответ: х = ± 5).

В 9 классе я продолжаю учить ребят работе с тестами. В них включаю следующее задание. [ 4 ]

Вычислить: х 3 +2х, где х – корень уравнения 3 + .

Ответ: 1) 4, 2) 0, 3) - 2, 4) - 5, 5) - 3.

Решение: , х = - 1, х 3 + 2х = - 3.

Ответ указан в пункте 5).

Так же в 9 классе даю решить несколько уравнений, содержащих два радикала:

- = 0. (Ответ: 6).

= 2 + . (Ответ: 7).

. (Ответ: 4).

- = 1. (Нет решений).

Приложение 1.

К концу девятилетнего обучения в школе у учащихся уже сформированы начальные навыки решения иррациональных уравнений. В 10 классе их остаётся развить и углубить, решая по учебнику уравнения из раздела “Повторение”.

В 11 классе появляется больше времени на решение нестандартных иррациональных уравнений, а так же на решение иррациональных неравенств, не входящих в школьный курс, но постоянно встречающихся на выпускных и вступительных экзаменах.

Литература:

  1. Алгебра и начала анализа. Учебник для 10 – 11 классов под редакцией Колмогорова А.Н. М.: Просвещение. 1994.
  2. Симонов А.Я., Бакаев Д.С., Эпельман А.Г. и другие. Система тренировочных задач и упражнений по математике. М.: Просвещение. 1991.
  3. Нестеренко Ю.Д., Олехник С.Н., Потапов М.К. Задачи вступительных экзаменов по математике. М.:Наука,1986.
  4. Хлебников В.А.,Клюева О.В., Поляков М.А. Тесты по математике. Варианты и ответы централизованного тестирования 1996 года. М. 1996.