ממעלה ראשונה משוואות .ט
Transcription
ממעלה ראשונה משוואות .ט
ט .משוואות ממעלה ראשונה רקע x+1 9 2x 5 ו= - בפרק ג' למדו התלמידים לפתור משוואות ממעלה ראשונה בצורת פרופורציה ,כגון = − 4 10 3 7 1 2 = .באותה וכן משוואות בצורת פרופורציה שאפשר להפוך אותן למשוואה ממעלה ראשונה ,כגון x 3−x הזדמנות למדו התלמידים מהו תחום ההצבה של ביטוי אלגברי או של משוואה .כמו-כן פתרו התלמידים הנוכחי ילמדו התלמידים כיצד לפתור משוואות ְ מגוון שאלות מילוליות הקשורות לפרופורציה .בפרק ממעלה ראשונה בתוך כדי שימוש במושג "מכנה משותף" כדי "להיפטר" משברים כאשר פותרים אותן. התלמידים יענו על שאלות מילוליות בעזרת משוואות ממעלה ראשונה מכל הסוגים. פרק זה ,המופיע בתכנית הלימודים לכל התלמידים ,יהיה קשה לחלק מהם בשל מספר טכניקות חישוב שהתלמידים צריכים לשלוט בהן ,וכן בשל שילוב ביטויים אלגבריים ושברים. , כפי שנראה בהמשך הפרק ,ישנן שתי דרכים עיקריות להפוך משוואה נתונה שיש בה שברים ,למשל x x ⋅ , + 1 = 2למשוואה ללא שברים השקולה לה. 2 3 דרך א': דרך ב': מרחיבים כל חד-איבר למכנה המשותף.3x 6 4 x )כאן המכנה המשותף הוא (.6 = + 6 6 6 כופלים ישירות את שני אגפי המשוואה במכנההמשותף. -כופלים את שני אגפי המשוואה במכנה המשותף. 3x + 6 = 4 x פותרים את המשוואה על-ידי תכונות השוויוןאו על-ידי פעולות הפוכות. x=6 x ⎛x ⎞ ⋅ ) 6⎜ + 1 ⎟ = 6 ⋅ 2כאן המכנה המשותף הוא (.6 3 ⎝2 ⎠ פותחים את הסוגריים על-ידי חוק הפילוג ,כלומרכופלים במכנה המשותף כל חד-איבר המופיע במשוואה. x x ⋅6 ⋅ + 6 ⋅1 = 6 ⋅2 2 3 מצמצמים את השברים.3x + 6 = 4 x פותרים את המשוואה על-ידי תכונות השוויוןאו על-ידי פעולות הפוכות. x=6 כמובן ,רצוי ללמד שיטה אחת בלבד ולהיצמד אליה לאורך כל הפרק ,אך לא למנוע מתלמידים להשתמש בשיטה אחרת ,אם רצונם בכך. לכל דרך יתרונות וחסרונות. בדרך א': 3x 6 4 x היתרון המשמעותי בדרך זו הוא שהכפל במכנה המשותף )כלומר :המעבר מהשוויון= + 6 6 6 לשוויון ( 3x + 6 = 4 xהוא טריוויאלי. החסרונות העיקריים הם: יש צורך לבצע פעולות כפל במספרים גדולים יותר מאשר בדרך ב' ,והסיכוי להתבלבל בין מחוברים לבין גורמים בעת הרחבת האיברים רב יותר .למשל ,בדוגמה הקודמת ,תלמידים 3x 6 12 2x ⋅ = + )שוויון זה עדיין נכון( ולפיכך . 3x + 6 = 12 ⋅ 2x עלולים לכתוב: 6 6 6 6 יש תלמידים שאינם מרחיבים איברים שאינם בצורת שבר .בדוגמה הקודמת הם עלולים לכתוב x x ⋅+ 1 = 2 2 3 3xוכו' . טעויות כאלה4 x : =+1 6 6 3x + 1 = 4 x בדרך ב': היתרון העיקרי בשיטה ב' הוא שאין צורך בהרחבה. לעומת זאת יש צורך לצמצם שברים אלגבריים ולהשתמש במפורש בחוק הפילוג כדי לכפול את אגפיהמשוואה במכנה המשותף .בכל זאת יש לציין כי טעויות מהסוג של כפל שני הגורמים במכפלה במכנה המשותף במקום גורם אחד נדירות יותר מטעויות מהסוג של הרחבת שני גורמים במכפלה שראינו קודם לכן. דוגמה: ⎛x ⎞ ⎞⎛ x ⎟ ⋅ 6⎜ + 1 ⎟ = 6 ⋅ ⎜ 2 ⎝2 ⎠ ⎠⎝ 3 3x 6 12 2x x 6x ⋅ = + ⋅ 6 ⋅ + 6 ⋅ 1 = 6 ⋅ 2נדיר יותר מ. 6 6 6 6 : 2 3 3x + 6 = 12 ⋅ 2x 3x + 6 = 12 ⋅ 2x מהשיטות ומהטעויות הפוטנציאליות שהוזכרו עולה כי יש לתת לתלמידים כלים בסיסיים שיעזרו להם להתמודד עם חישובים בשברים אלגבריים ,לפני שיתחילו לפתור משוואות ,ובפרט: כפל שברים אלגבריים; צמצום שברים אלגבריים; שימוש בחוק הפילוג בשברים אלגבריים.נעסוק בנושאים אלה בשתי הסוגיות הראשונות של הפרק .בסוגיות אלה נראה כיצד הטכניקות המוכרות בחישובים בשברים ללא משתנה הן בסיס לחישובים בשברים אלגבריים .נוסף על כך ,סוגיות אלה מהוות מעין מבוא לפרק ט"ו המוקדש לטכניקות אלגבריות מתקדמות יותר ,כמו שימוש בחוק הפילוג המורחב, צמצום ביטויים אלגבריים על-ידי הוצאת גורם משותף ,ועוד. x 3x , − 5 = −כלומר משוואות שהמכנה הגדול ביותר בשיעור השלישי התלמידים יפתרו משוואות מהסוג 2 4 המופיע בהן יכול לשמש כמכנה משותף. x x בשיעור הרביעי יכירו התלמידים את המקרה הכללי ,כלומר משוואות מהסוג ⋅ . + 1 = 2במשוואות 2 3 כאלה יש לחשב את המכנה המשותף לפני שפותרים את המשוואה עצמה. בשיעור האחרון יעסקו התלמידים במשוואות שהנעלם שלהן מופיע במכנה של שבר ,למשל x 2 .במקרים אלה יש לדון במושג "תחום הצבה". =+1 x−1 x −1 בכל הסוגיות המוקדשות לפתירת משוואות יוצעו מספר שאלות מילוליות הקשורות לנושא הנלמד. מומלץ להקדיש 8שעות להוראת הפרק. הקשיים העיקריים שבהוראת הפרק מורים עלולים להתקשות לעורר את העניין של התלמידים לאורך פרק שנעשים בו חישובים רבים . תלמידים רבים מתקשים להתמודד עם שימוש בשברים אלגבריים . חלק מהתלמידים אינם שולטים בכלים הנדרשים בתחילת הפרק או במקצתם :פתרון משוואה ללא שברים ,חישובים בשברים מספריים ועוד . אחד הקשיים העיקריים שבהפיכת משוואה שיש בה שברים למשוואה שאין בה שברים הוא השימוש הנכון בסוגריים ובסימן מינוס .קושי זה יידון לעומק בהמשך . כאשר מופיעים כמה מחוברים באַ ַחד האגפים של משוואה נתונה ,חלק מהתלמידים שוכחים לכפול או להרחיב את אחד מהם . בהמשך לטעות הקודמת ,כאשר מופיע במשוואה מחובר – מספר או ביטוי – שאינו שבר . קשה להבין שאלות מילוליות שיש בהן שברים ,וקשה לתרגמן לצורה המתמטית . חלק מהקשיים שהוזכרו בפרק ג' ,עדיין רלוונטיים לפרק הנוכחי .להלן כמה דוגמאות . כאשר מחפשים תחום הצבה ,התלמידים חושבים שאין מחלקים ב ,0 -או שלחילוק ב 0 -אין משמעות ,וכתוצאה מכך הם נוטים לחשוב שערך הנעלם שמחוץ לתחום ההצבה הוא תמיד .0 קביעת תחום הצבה כרוכה בפתירת משוואה נוספת )פשוטה( . 3 2 לדוגמה ,כדי לפתור את המשוואה = 1 +יש לפתור את המשוואה . x – 4 = 0 x−4 5 יש תלמידים שאינם מבינים את תפקידי הבדיקה. הפתרון שני תפקידים: בפתרון משוואות שהנעלם שלהן מופיע במכנה ,יש לבדיקת נכונות ְ שהפתרון הוא נכון; ְ לוודאשהפתרון הוא בתחום ההצבה . ְ לוודא אם פתרון משוואה הוא שבר ,קיים קושי נוסף בחישובים הנובעים מהצבתו במשוואה לצורך בדיקה. מושגים ומונחים נעלם ,פתרון משוואה ,משוואות שקולות ,שברים ,הרחבה ,צמצום ,חיבור/חיסור/כפל של שברים ,מכנה משותף ,ביטויים אלגבריים ,חוק הפילוג ,תכונות השוויון ,בידוד הנעלם ,כינוס איברים דומים ,חילוק ב,0 - ביטוי חסר משמעות ,תחום הצבה ,בדיקה על-ידי הצבה ,פתרון שאלה מילולית. מטרות התלמידים ידעו: x+1 א .לצמצם שברים אלגבריים במקרים בסיסיים ,למשל= x + 1 : 2 ⋅ ;2 3x 6 x = ב .לכפול ביטויים שמופיעים בהם שברים וביטויים אלגבריים ,למשל: 5 5 ג. ד. ה. ו. ⋅ ;2 x 3x −5=− לפתור משוואה ממעלה ראשונה שאחד המכנים שלה ישמש כמכנה משותף ,לדוגמה: 2 4 לפתור משוואה ממעלה ראשונה שהמכנה המשותף שלה שונה מכל המכנים המופיעים במשוואה, x x לדוגמה ; + 1 = 2 ⋅ : 2 3 לפתור משוואה שאפשר להפוך למשוואה ממעלה ראשונה שהנעלם שלה מופיע במכנה של שבר ,לדוגמה: x 2 ; =+1 x−1 x −1 לפתור שאלה מילולית לפי שלבּים בדרך פורמלית על-ידי משוואה מאַ ַחד הסוגים הנ"ל. ; השיעור בספר הלימוד מגלים ולומדים א .שברים אלגברים :כפל וצמצום ,עמ' 1 מגלים המטרה הכללית של הפעילויות היא להראות לתלמידים שהכללים השייכים לצמצום או לכפל של שברים, חלים גם על ביטויים אלגבריים. .1בשלושת הפריטים הראשונים חוזרים על צמצום שברים מספריים ומכינים את התלמידים לביצוע הפעולות הנדרשות בפריטים האחרונים בעניין שברים אלגבריים .יש להראות לתלמידים כי אפשר 6 ב (2 -או במשתנה לצמצם שבר מספרי או אלגברי במספר ידוע )לדוגמה ,אפשר לצמצם את השבר 20 3x )לדוגמה ,אפשר לצמצם את השבר ב.(x - 10x .2בשאלה זו ילמדו התלמידים כיצד לכפול מספר שלם ידוע בשבר אלגברי )סעיפים ב' ו -ד'( או משתנה בשבר )סעיף ג'( ולכתוב את המכפלה הנתונה כשבר .חשיבות תרגילים אלה תבוא לידי ביטוי בהמשך הפרק בהקשרים שונים: בחישובים שיש בהם ביטויים אלגבריים :תלמידים ישתמשו בחוק הפילוג בביטויים מהסוג x ⎞⎛3 x ⎟ 12⎜ −וירחיבו ביטויים מהסוג ⋅ ; 5 7 ⎠⎝2 6 x 2x 4 x x x = = ⋅ , 2הם בפתירת משוואות מהסוג ⋅ : + 1 = 2אם התלמידים אינם יודעים ש- 3 3 6 2 3 3x 6 12 2x ⋅ = + עלולים לכתוב בטעות6 6 6 6 : 3x + 6 = 12 ⋅ 2x לומדים אחת המטרות העיקריות של השיעור היא לעודד את התלמידים "לא לפחד" משברים אלגבריים ולהראות להם שאין הבדל מהותי בין חישובים בביטויים מספריים לבין חישובים בביטויים אלגבריים .באופן כללי, לאורך כל הפרק ,אם תלמידים מתקשים להבין פעולה או שוויון שיש בהם ביטויים אלגבריים ,ובפרט שברים אלגבריים ,רצוי להציב מספר במקום הנעלם כדי להתמודד עם הקושי שהם נתקלו בו. לדוגמה: 3⋅5 3 3x 3 ,יהיה לו קל ,אפשר להציב 5במקום .xכאשר הוא יבין כי = אם תלמיד אינו מבין כי =5⋅4 4 x⋅4 4 3x 3 . יותר להבין את השוויון = x⋅4 4 2x + 1 )2( x + 1 x+1 אם תלמיד אינו מבין כי הביטוי ,ולא ל- ⋅ 2שווה ל- 5 5 5 2⋅ 4 + 1 )2( 4 + 1 4+1 ,ואחר-כך המורה יכליל את ולא ל- ⋅ 2שווה ל- תחילה הוא יבין כי הביטוי 5 5 5 המסקנה הזו בביטוי האלגברי המקורי. בסוף השיעור מושם הדגש על טעויות נפוצות הקשורות לצמצום שברים .טעויות אלה יופיעו שוב בתרגילים שבהמשך הפרק וגם בפרק ט"ז .המטרה היא להקנות לתלמידים הרגלים נכונים בנושא שימוש בביטויים אלגבריים ,בתקווה שהרגלים אלה )ולא הטעויות שאנו משתדלים למנוע( ילוו את התלמידים בכיתות הבאות. ,אפשר להציב 4במקום .x מתרגלים תרגילים 23 - 1הם חזרה על נושא שנלמד כבר .ייתכן שבחלק מהכיתות אפשר לקצר את החזרה. התלמידים למדו בעבר לכפול ,לצמצם ולהרחיב שברים .החידוש בתרגילים אלה הוא המשתנה המופיע בשברים :במונה ,במכנה או בשניהם. .1צמצום מספרים בלבד :המשתנה נשאר ללא שינוי. .2צמצום מספרים ומשתנים. בתרגילים 5 – 3לכיתה ובתרגילים 14 – 11לבית יש לכתוב את המכפלה כשבר ולצמצם את השבר כאשר אפשר .כתיבת המכפלה כשבר עוזרת לתלמידים לראות מתי אפשר לצמצם את השברים .יש לוודא שכופלים את המונה בלבד. .6א( .C=Bאמנם הצורה של Bשונה מהצורה של ,Cאבל כל אחת מהצורות היא 3/8של .Aב( .3B=D הצורה Dבנויה מפעמיים Bומפעם אחת .Cלפי סעיף א' , C=B ,לכן .3B=Dג( .9/8A=Dלפי סעיפים א' ו-ב' .ד( .E=2B בתרגיל 7לכיתה ובתרגילים 16 - 15לבית יש לכתוב את המכפלה כשבר ולצמצם את השבר כאשר אפשר. יש לכתוב את הביטוי בתוך סוגריים. .8כאן מטפלים בשגיאות נפוצות .אפשר לבקש מהתלמידים להסביר מה לא נכון בביטויים שאינם נכונים .רק א' ו-ד' נכונים. .9צמצום מספרים בלבד :המשתנה נשאר ללא שינוי; .10צמצום ביטוי הכתוב בסוגריים :אין צורך לפתוח את הסוגריים. בתרגילים 18 - 17התלמידים מתבקשים להרחיב את השברים ולגלות במה צומצם כל שבר .תרגילים אלה יכולים להיות קשים לחלק מהתלמידים ,יותר מאשר תרגילי הצמצום. בתרגילים 23 - 19התלמידים יכולים לכפול במספר כרצונם ,כדי שהמכנה יצטמצם .כדאי להרגיל את התלמידים לבחור במספר הקטן ביותר האפשרי. .24א( .7x/8ב( .4x/23ג( .12x/23ד( .21x/4 ב .שברים אלגברים :חוק הפילוג ,עמ' 9 מגלים .1מטרת פעילות זו כפולה :לתרגל שוב את תרגום הנתונים המילוליים לשפה מתמטית על-ידי שברים ,וכן לעודד את התלמידים להשתמש בחוק הפילוג כאשר בביטוי אלגברי מופיע שבר .ההקשר המילולי יעזור לתלמידים להבין כי הביטויים 2ו 4 -אינם מתאימים :בביטוי 2דמי השכירות לא חולקו בין ארבעת החברים ,ובביטוי 4התשלום לדלק לו חולק .ייתכן שתלמידים יטענו כי ביטוי נוסף אפשרי הוא 1 x + 125או . ⋅ x + 125תשובות אלה אכן נכונות. 4 4 .2מטרת פעילות זו היא לדון בקביעת הסימנים ) +או (-לפני כל מחובר המופיע כאשר פותחים סוגריים בביטוי אלגברי נתון .התלמידים מתבקשים להתאים זוגות ביטויים השקולים לפי חוק הפילוג, שמופיעים בהם סימני מינוס .נוסף על התשובות הנכונות יש לבקש מהתלמידים להסביר את קביעותיהם בצורה נכונה. לומדים על המורה להיעזר בדוגמאות הנתונות כדי להסביר שחוק הפילוג בשברים אלגבריים אינו שונה במהותו מחוק הפילוג בביטויים ללא שברים. בכל זאת יש להדגיש כי כאשר משתמשים בחוק הפילוג בשברים אלגבריים ,רצוי לצמצם את המחוברים a⋅b b ( ,למשל: המתקבלים ולכפול אותם ,כך שלא יישארו ביטויים בצורה ⋅ ) aאלא ביטויים בצורה c c x 1 x 1 2 . 4( + ) = 4 ⋅ + 4 ⋅ = 2x + 2 6 2 6 3 כאמור במבוא לפרקֶ ,הרגל זה לא רק יעזור לתלמידים לכתוב ביטויים קצרים וברורים יותר ,אלא גם ימנע טעויות בהרחבת ביטויים למכנה משותף בעת פתירת משוואות. מתרגלים בתרגילים 28 – 25לכיתה ובתרגילים 33 - 31לבית חוזרים על שימוש בחוק הפילוג ,תחילה ללא שברים ואחר-כך מופיעים בביטוי שברים. .28 .32 .34 .36 בתרגיל מטופלות שגיאות נפוצות .אפשר לבקש מהתלמידים להסביר מה לא נכון בביטויים שאינם נכונים .רק סעיף ב' נכון. משתמשים בחוק הפילוג כאשר הגורם הכופל הוא ביטוי .יש לשים לב לסוגריים .בכל הסעיפים הגורם הכופל זהה למכנה ,ולכן אפשר לצמצם .אסור לשכוח לכפול גם את המספר המופיע בסוגריים. כתיבת שלבי הפתרון עוזרת למנוע שגיאות. 3 )3 ⋅ ( x + 1 ( ⋅ ). ( x + 1 = )+ 2 א( + 2( x + 1) = 3 + 2x + 2 = 5 + 2x x+1 x+1 10 )2 10 ⋅ 3 ⋅ ( 3x + 2) 2 ⋅ 3 ⋅ ( 3x + 2 ( ⋅ ) . 3 ⋅ ( 3x + 2 =) + + ו( = 30 + 6x + 3 = 34 + 6x 3x + 2 3 3x + 2 3 1 3x 5 5 הגורם הכופל הוא שבר .א( . ( 3x + 5 ) = + = x + 3 3 3 3 5 4 18x 5 4 5 18x 2 . − (− − ) ) = ( − )( − ) − ( − ו( = + x 6 5 15 6 5 6 15 3 a ב (2תמורת שלושת החוגים יש לכפול ב 3 -את ב (1תמורת כל חוג משלמים בני הזוג כהן + 50 40 a 3a התוצאה שהתקבלה בסעיף ב. 3 ⋅ ( + 50 ) = + 150 .1 40 40 ג .משוואות ממעלה ראשונה :הנעלם במונה ,עמ' 15 מגלים 3x 1 על-ידי חוק הפילוג .המשוואה הנתונה היא פשוטה .1על התלמידים לפתור את המשוואה + = 5 2 2 יחסית ,מכיוון שלכל שבר יש אותו מכנה ) .(2בסעיף ב' יש לשים לב שלעתים תלמידים כותבים שרשרת 3x 1 ⎞ ⎛ 3x 1 לא נכונה של שוויונות מהסוג . + = 2 ⋅ ⎜ + ⎟ = 3x + 1 :על המורה להדגיש כי יש הבדל בין 2 2 ⎠⎝ 2 2 הביטוי הנתון לבין מכפלתו ב.2 - .2המשוואה הנתונה מורכבת יותר מהמשוואה הקודמת ,אם מופיעים בה שני מכנים שונים ) 2ו .(4 -אך גם כאן המכנה המשותף לכל השברים ) (4כבר מופיע במשוואה ,ולכן אין צורך לחשב אותו. מטרת סעיף ה' היא שהתלמידים יפתרו את המשוואה הנתונה דרך הרחבה ,כלומר כך: 3x 1 + =5 4 2 3x 2 20 וכו' = + 4 4 4 3x + 2 = 20 3x 1 + =5 4 2 3x 9 וכו' הערה :ישנן דרכים נוספות לפתור את המשוואה ,למשל= 4 12 = : 4 2 3x ⋅ 2 = 4 ⋅ 9 לומדים כאן מוצגות שתי השיטות העיקריות לפתרון משוואות ממעלה ראשונה .כאמור ,עדיף לבחור שיטה אחת בלבד ולהשתמש בה לאורך כל הפרק ,שכן ריבוי שיטות עלול לבלבל את התלמידים בשלב הזה. x 5 1 לאחר שהתלמידים יבינו כיצד לפתור את המשוואה הנתונה = − 6 3 2 האלה: x 5 1 איך "נפטרים" ממכנים ,אם המשוואה הנתונה היא = ? 5 ⋅ −אם משתמשים בשיטת ההרחבה6 3 2 x למכנה המשותף ,האם יש צורך להרחיב גם את המספר 5הכופל את השבר ? 6 5x 5 1 x 5 1 האם יש הבדל בין המשוואה = 5 ⋅ −לבין המשוואה = ? −6 3 2 6 3 2 x 5 x−1 = ? − איך " נפטרים " ממכנים ,אם המשוואה הנתונה היא6 3 2 ,רצוי לשאול את השאלות מתרגלים .38רק בסעיף א' המשוואות שקולות .אפשר לבקש מהתלמידים להסביר מה השגיאה בסעיפים ב' ו-ג', ולהציע תיקון. בתרגילים 53 ,39יש מכנה משותף לכל השברים המופיעים בתרגיל ,ולכן קל יחסית לעבור למשוואה שקולה ללא מכנה ,משוואה שהתלמידים יודעים לפתור. .40סעיפים ב' ו -ג' נכונים .אפשר לבקש מהתלמידים להסביר מה השגיאה בסעיפים ב' ו -ג' ,ולהציע תיקון. בתרגילים 54 ,41יש להגיע למכנה משותף ,ואחר-כך לכתוב משוואה שקולה ללא מכנה ,ולבסוף לפתור אותה. .42המכנים במשוואה אינם שווים ,אך הם שייכים ל"אותה משפחה" .סעיפים א' ו -ד' נכונים. בתרגיל 43לכיתה ובתרגילים 61 - 57לבית יש תחילה למצוא מכנה משותף .כל המכנים שייכים ל"אותה משפחה". x −1 ← .x=-9 ← x-5=-14 ← x − 1 − 2 ⋅ 2 = −7 ⋅ 2 .44א( − 2 = −7 2 2 x−1 3 1 x−1 3 = ← + ד( = .x=2 ← 2+x-1=3 ← + 4 4 4 2 4 4 5x 5x ← .x + .המשוואה המתקבלת = 33 : .45נסמן ב x -את מספר העזים ,לכן מספר הכבשים הוא 6 6 .x=18בפינת החי 18עזים ו 15-כבשים. בתרגילים 51 - 46המשוואות ממעלה ראשונה הן ללא שברים .בחלק מהתרגילים מתקבלת תוצאה של שבר .התלמידים פתרו משוואות דומות בכיתה ז' .בתרגילים 51 - 50יש לכפול תחילה לפי חוק הפילוג. .52משפט א' נכון .משפט ב' לא נכון. .55נורית צודקת .השבר באגף ימין הוא חיובי וגדול מהשבר שבאגף שמאל .כדי להגיע לשוויון ,יש להוסיף מספר חיובי ,ולכן xחייב להיות חיובי. .56אליהו צודק .המספר באגף ימין שלילי ,ולכן סכום שני האיברים באגף שמאל צריך להיות שלילי. מאחר שהמספר הנתון ,1/2 ,הוא חיובי x ,חייב להיות שלילי. .62א( ריקה צודקת .ההפרש הוא ,6כלומר המחוסר ,x ,צריך להיות גדול מ .6 -ב( המחוסר 3xצריך להיות גדול מ ,6 -לכן xיכול להיות מספר חיובי קטן מ.6 - .65יש לפתוח תחילה סוגריים לפי חוק הפילוג ,אחר-כך למצוא מכנה משותף ,ואחר-כך להמשיך כמו בתרגילים הקודמים. 3x x .x=8/3 ← 3x=8 ← 2 ⋅ 3 + 3x = 2 ⋅ 7 ← =7 3 ⋅ 1 + א( = ← 3 ⋅ ( 1 + ) = 7 2 2 7 7 3x 1 x = 63x-7= 9x-27 ← 7 x − = x − 3 ← 7 x − ו( ) − 3 ⋅ 1 ← 7 ⋅ ( x − ) = 3 ⋅ ( − 1 9 9 3 9 3 ← .x=-10/27 בתרגילים 74 - 66יש לכתוב משוואה לפי נתוני השאלה .פתרון המשוואה דומה לתרגילים הקודמים )סוגריים ,מכנה משותף(. .66 .67 .68 .69 .70 .71 .72 .73 .74 9x 9x .המשוואה המתקבלת= 57 : נסמן את הגיל של נועה ב .x -לכן הגיל של לימור 10 10 9 ⋅ 30 (. .x=30נועה בת .30לימור בת = 27 ) .27 10 x 1 נסמן ב x -את סכום הכסף שהיה לרון בתחילה.x=7,000,000 ← . + ⋅ 1,000,000 = 2,000,000 . 4 4 לרון היו .₪ 7,000,000 13x 13 x .המשוואה המתקבלת= 84 : נסמן את מחיר הסוכריות ב .x -לכן מחיר העוגיות הוא x+ 8 8 ← .x=32מחיר הסוכריות .₪ 32 9x .יש כמה נסמן ב x -את מחיר הספר בחנות "קריאה נעימה" .לכן המחיר בחנות "הכול ספר" הוא 10 9x 9x 9x = ← .x = , x − 3או + 3 אפשרויות לכתוב את המשוואה .דוגמאות , x − = 3 :או 10 10 10 .x=30מחיר הספר בחנות "קריאה נעימה" הוא .₪ 30מחיר הספר בחנות "הכול ספר" הוא .₪ 27 נסמן את המרחק מהבית למשרד ב .x -את ה 1/4 -הראשון של הדרך הלך מר כהן פעמיים ,כאשר יצא x x לדרך וכאשר חזר לביתו .המשוואה המתקבלת .x=10 ← . + + x = 15 :המרחק מהבית למשרד 4 4 הוא 10ק"מ. נסמן את זמן הנסיעה מהבית לעבודה ב .x -את ה 1/5 -הראשונה של הזמן עברה גב' כהן פעמיים, x x כאשר יצאה לדרך וכאשר חזרה לביתה .המשוואה המתקבלת .x=10 ← . + + x = 42 :זמן 5 5 הנסיעה הרגיל הוא 10דקות. 10 2x 1 . x = −7 = ←.5 + נסמן את המספר ב .x -המשוואה המתקבלת : 21 3 63 4x 3 =−3 ← .x=4.125 נסמן את המספר ב .x -המשוואה המתקבלת : 5 10 3x 5 נסמן את המספר ב .x -המשוואה המתקבלת .x=1 ← . 2x = + : 4 4 ← .x + ד .משוואות ממעלה ראשונה :הנעלם במונה )המשך( ,עמ' 24 מגלים פעילויות אלה דומות לפעילויות שביצעו התלמידים בשיעור הקודם ,אך הפעם המכנה המשותף אינו מופיע במשוואה ,כלומר יש צורך לחשב אותו .בפעילות 1מספיק לכפול את שני המכנים ) 2ו (3 -כדי למצוא את המכנה המשותף ) ,(6ואילו בפעילות 2קיים מכנה משותף קטן יותר ) (12ממכפלת המכנים ) .(4 × 6 = 24יש להסב את תשומת לבם של התלמידים לכך שהשימוש במכנה המשותף 12מקל את החישובים ,אך אין טעות מתמטית בשימוש ב 24 -כמכנה משותף .לכן אין לפסול בשום פנים ואופן את החישובים של תלמיד שאינו יודע לחשב את המכנה המשותף הקטן ביותר. הערה :אנו דנים לעומק בנושא קביעת המכנה המשותף הקטן ביותר ב"מיומנויות" ,עמ' 332בספר. לומדים הנוכחי לבין השיעור הקודם הוא חישוב המכנה המשותף כפי שצוין ְ ההבדל העיקרי הקיים בין השיעור בפעילויות הגילוי הקודמות .לכן אם התלמידים שולטים בחומר שנלמד בשיעור הקודם ,אין צורך לדון לעומק בדוגמאות המובאות כאן ,אלא מספיק לכתוב את המשוואה הנתונה על הלוח ,לתכנן עם התלמידים את השלבּים הרלוונטיים לפתירתה ורק לאחר מכן לבקש מהם לפתוח את הספר ולבדוק ִאתם אם התכנון שלהם היה נכון. הערה :בעת התכנון לפתירת המשוואה יש להדגיש שחובה להשתמש בסוגריים כאשר כופלים את x−1 . הביטוי x – 1המופיע בשבר 3 מתרגלים .75יש למצוא מכנה משותף ולצמצם אותו ,כדי שתתקבל משוואה שקולה ללא מכנה .המכנים זרים זה לזה .א( .3x+2=9ב( .4x-15=24ה( .3x=2-3x-6ו( . -4x+11=4xז( . 6x-2=-4.5ח( 3x+2=9- .20x בתרגיל 76לכיתה ובתרגילים 83 - 82לבית מטפלים בשגיאות נפוצות .אפשר לבקש מהתלמידים להסביר מה לא נכון בביטויים שאינם נכונים. .76בסעיף א' המשוואות שקולות. בתרגילים 79 – 77לכיתה ובתרגילים 89 - 84לבית יש למצוא תחילה מכנה משותף ולצמצם אותו ,כדי שתתקבל משוואה שקולה ללא מכנה. .77א( .25/8ב( .46/45ג( .-28/3ד( .5/6 1 ד( . 18 .78א( .7/4ב( .-1/21ג( .1/2 3 1 .79א( .27.5ב( . − 12ג( .1.9ד( .-33/64 3 x 30 ← .x=36המרחק מ A -ל- .80נסמן את המרחק מ A -ל B -ב .x -המשוואה המתקבלת+ = 1.5 : 40 50 Bהוא 36ק"מ. .81יש למצוא מכנה משותף ולצמצם אותו ,כדי שתתקבל משוואה שקולה ללא מכנה .המכנים שייכים ג( .3+10x+2=-14ו( . -27x+22=3xז( .-4x-25=-44ח( לאותה משפחה .א( .3x+4=9 .12+30x=28-9x .82אין משוואות שקולות. .83בסעיפים ב' ו -ג' המשוואות שקולות. .88יש לכתוב את הביטוי בסוגריים .יש לפתוח סוגריים לפי חוק בפילוג. 7x ← .(x=0ד( אין סוף פתרונות .מתקבלת זהות .ה( אין פתרון. .89א( .-4/9ב( .9.6ג( = 0 ) 0 9 1 5x 5 x 17 מתקבלת המשוואה = .1/3=0 ← +ו( . 2 26 3 3 3 .90א( צבי צודק .המספר באגף ימין הוא חיובי ,לכן הפרש הביטויים באגף שמאל צריך להיות חיובי. כלומר xחייב להיות חיובי .ב( צבי אינו צודק .ההפרש בין שני הביטויים באגף שמאל הוא .5כלומר 7x הביטוי צריך להיות גדול מ .5 -מאחר שהמקדם של xהוא מספר גדול מ x ,1 -יכול להיות קטן מ- 2 .5 .91נסמן את הגיל של מירי ב .x -הגיל של אור הוא x/2ושל סיגל .6x/7המשוואה המתקבלת: 6x x ← .x=14א( הגיל של מירי הוא .14ב( הגיל של אור ,7ושל סיגל .12 − =5 7 2 .92נסמן את הגיל של אבי ב .x -הגיל של איציק הוא 2x/3ושל קובי .3x/2המשוואה המתקבלת: 2x 3x .x = 6 ← x + + = 19א( הגיל של אבי הוא .6ב( הגיל של איציק 4ושל קובי .9 3 2 1 2x .93נסמן את המספר ב .x -המשוואה המתקבלת .x = 3/4 ← + = 1 :המספר הוא .3/4 2 3 3x 24 = .x = 4/7 ← 3 +המספר הוא .4/7 .94נסמן את המספר ב .x -המשוואה המתקבלת: 4 7 ה .משוואות ממעלה ראשונה :הנעלם במכנה ,עמ' 32 מגלים כעת מובאת התייחסות למשוואות שהנעלם שלהן מופיע במכנה של שבר ,והן שקולות למשוואות ממעלה ראשונה .השיטות לפתור משוואות אלו דומות בעליל לשיטות שנלמדו בשיעורים הקודמים ,אך יש לשים לב לשלושת הדברים האלה: א( במשוואות מסוג זה המכנה המשותף לשברים המופיעים בה הוא ביטוי אלגברי .למשל ,במשוואה 3 2 2 3 + = 1המובאת בפעילות ,1המכנה המשותף לשברים ו -הוא .4x 4 x x 4 ב( מסיבה זו אי אפשר להשוות בין מכנים שהם ביטויים אלגבריים ,במונחים כגון "גדול מ" "-או קטן 1 3 המופיעה בשאלה ז' ,אי אפשר לומר: מ ."-לדוגמה ,במשוואה + = 1 2x 4 " 2xלא יכול להיות מכנה משותף ,וצריך לחשב מכנה גדול יותר ".אי אפשר להגיד גם: "אין צורך לקחת 2x · 4 = 8xכמכנה משותף ,אפשר להסתפק במכנה קטן יותר ,שהוא ".4x מאחר שאי-אפשר להשוות בין הביטויים 4x ,2xו ,8x -אם xהוא חיובי ,מתקיים האי-שוויון ,2x < 4x < 8xואם xהוא שלילי ,מתקיים האי-שוויון .8x < 4x < 2x ג( יש להקפיד על בדיקת שייכות הפתרון לתחום ההצבה של המשוואה ,כפי שעשינו בפרק ג' ,בשיעורים ג'-ה'. לומדים בחלק הראשון של השיעור דנים בנושא תחום הצבה .רצוי להזכיר בקצרה כי: לעיתים הנעלם של המשוואות מופיע במכנה; המכנה אינו יכול להיות שווה ל ,0 -כי לחילוק ב 0 -אין משמעות; הצבת מספרים מסוימים במשוואה עשויה לגרום להתאפסות המכנה; המספרים שעשויים לגרום להתאפסות המכנה :אַחד הביטויים שבמשוואה לביטוי חסר משמעות; * הופכים את ַ * אינם יכולים להיות פתרונות המשוואה; בהכר ַח מספר שאינו גורם לאף מכנה להתאפס במשוואה; ֵ פתרון המשוואה הוא כאשר מוצאים "מועמד לפתרון" ,בסוף החישובים יש לבדוק באופן זה או אחר אם מספר זה אכןשייך לתחום ההצבה של המשוואה. בחלק השני של השיעור מובאות דוגמאות לפתרון משוואות שהנעלם שלהן מופיע במכנה .השיטות 9 1 המוצגת בדוגמה ,הן השיטות הסטנדרטיות: לפתרון המשוואה + = 5 x −1 2 א( הרחבת כל האיברים המופיעים במשוואה הנתונה למכנה משותף וכפל שני אגפי המשוואה במכנה המשותף; ב( כפל שני אגפי המשוואה במכנה המשותף על-ידי חוק הפילוג ,וצמצום השברים המתקבלים . בנוסף יש לקבּוע תחילה את תחום ההצבה של המשוואה )כאן (x ≠ 1ולוודא בסוף החישובים, שה"מועמד לפתרון" )כאן (3שייך לתחום ההצבה של המשוואה . הערה :בסוף עמוד 327מובאת שיטה נוספת לבדיקת שייכות לתחום הצבה .אפשר לבקש מהתלמידים להשתמש בשיטה זו. מתרגלים בתרגילים 96 - 95ובתרגיל 104לבית יש למצוא מכנה משותף ולצמצם אותו כדי לקבל משוואה שקולה ללא מכנה x .מופיע במכנה. .95ו( המכנה המשותף הקטן ביותר הוא .7+9x=8 .6xח( המכנה המשותף הקטן ביותר הוא .12x .6+8x=9x-5 .96ב( המכנה המשותף הקטן ביותר הוא ) .2x+4-12=9 .3(2x+4ד( המכנה המשותף הוא ).4(3x+1 ).12+24(3x+1)=- (3x+1 בתרגילים 97ובתרגילים 106 - 105מטפלים בשגיאות נפוצות .אפשר לבקש מהתלמידים להסביר מה לא נכון בביטויים שאינם נכונים. .97בסעיף א' המשוואות שקולות. בתרגילים 102 - 98ובתרגילים 109 - 107לבית אפשר למצוא תחילה את תחום ההצבה ואחר-כך לפתור את המשוואות .אפשר לפתור תחילה את המשוואות ואחר-כך לוודא שהפתרון נמצא בתחום ההצבה של המשוואות. בתרגילים 101 - 98תחום ההצבה הוא . x ≠ 0 .101ד( המכנה המשותף הקטן ביותר הוא 42x=-7 ← -6x+9+48x=2 ← 3(-2x+3)+4·12x=1·2 .12x ← .x=-1/6 .102ב( תחום ההצבה . x ≠ 2 / 3המכנה המשותף הקטן ביותר הוא )8(3x-2)-10·2=3(3x-2) .2(3x-2 ← .x=2 x+1 1 =−1 ← .x=10המספרים הם 10ו.11 - .103נסמן את המספר ב ,x -המספר העוקב .x+1 x 10 .104ז( המכנה המשותף הקטן ביותר הוא .15x-20=14 .20xח( המכנה המשותף הוא .30x . -15+60x=24x-40 .105בסעיפים א' ו -ב' המשוואות שקולות. .106בסעיפים א' ו -ג' המשוואות שקולות. .108ה( תחום ההצבה . x ≠ −1 / 2המכנה המשותף )← 20(2-3x)+9·2(1+2x)=7·5(1+2x) .20(1+2x .x=23/94 6 .109ג( תחום ההצבה . x ≠ 0כדאי לפתוח תחילה את הסוגריים לפי חוק הפילוג .מתקבל2 − + 4 = 6 : x ← -6/x=0למשוואה אין פתרון .ד( תחום ההצבה . x ≠ 0כדאי לפתוח תחילה את הסוגריים לפי 6 6 6 2⋅3 −התקבלה זהות ,ולכן יש אין-סוף =− ← − = −2 ⋅ 4 − חוק הפילוג .מתקבל+ 8 : 5x 5x 5x 6x פתרונות .כל המספרים פרט ל.0 - .110נוציא גורם משותף 2מהביטוי ,2x+4נקבל ) .2(x+2המכנה המשותף הקטן ביותר הוא ).20(x+2 2 תחום ההצבה . x ≠ −2מתקבל . x = 2 ← 16x=7 ← 20+10=7(x+2) : 7 .111נסמן את המספר ב .x -המספר ההפוך .x=1/9 ← 3+1/x=12 .1/xהמספר הוא .1/9 .112נסמן את המספר ב .x = 10/13 ← 5/x+1=7.5 .x -המספר הוא .10/13 25 20 ← .x=70המהירות הממוצעת מ A -ל- .113נסמן את המהירות הממוצעת מ A -ל B -ב+ = 1 .x - 35 x Bהיא 70קמ"ש. 55 50 ← .114נסמן את המהירות הממוצעת מ A -ל B -ב ,v -המהירות הממוצעת מ B -ל+ = 2 .2v C - v 2v .v=40המהירות הממוצעת מ A -ל B -היא 40קמ"ש ,המהירות הממוצעת מ B -ל C -היא 80קמ"ש. מיומנויות ,עמ' 39 בעמוד זה לומדים לקבּוע את המכנה המשותף הקטן ביותר לשני שברים .מתייחסים כאן לשאלות האלה: מדוע כדאי להשתדל לקבּוע את המכנה הקטן ביותר? איך אפשר לדעת אם מכפלת שני המכנים היא המכנה המשותף הקטן ביותר? אם המכנה המשותף הקטן ביותר אינו מכפלת המכנים ,כיצד מחשבים אותו?מאחר שהשימוש במכנה המשותף הקטן ביותר אינו הכרחי לפתירת משוואה של שברים ,אלא רק מקלות על החישובים ,אפשר שרק התלמידים החזקים יקראו עמודים אלו. מוכנים להמשיך? עמ' 41 .1ב .2 .ג .3 .א .4 .ג .5 .א .6 .ב .7 .ב .8 .ב .9 .א .11 .א .12 .ב. ממשיכים בתרגול עמ' 42 .115א( .-99/100ד( .-42x 1 − 2x . −ד( ).-2(x-2 .116ב( 2 .117אפשר לבקש מהתלמידים להסביר מה לא נכון בביטויים שאינם נכונים .המשפטים הנכונים הם א' ו-ב'. .119א( .–x+4/5ד( .2x-17ו( .-45-2x .120א( .Bב( .A-3 ,C-2 ,B-1ג( משוואות 1ו 3 -שקולות .ד( 1/2ק"ג. .121נסמן את משקל התיבה ב x-ואת משקל הקובייה ב) .x/2-אפשר לסמן את משקל הקובייה בx- x ואת משקל התיבה ב (.2x -א( .x=2/5 ← 3x = 1 +משקל התיבה 2/5ק"ג ,משקל הקובייה 1/5 2 ק"ג. 1 x ב( • .x=1 ← x + 1 = + 3משקל התיבה 1ק"ג ,משקל הקובייה 1/2ק"ג. 2 2 5x .125נסמן את אורך היום ב ,x -לפיכך אורך הלילה הוא .5x/7ביממה יש 24שעות ,ולכן x + = 24 7 ← .x=14אורך היום 14שעות ,אורך הלילה 10שעות. .126נסמן את הסכום שקיבלו מהקרובים של אבי ב ,x -והסכום שקיבלו מהקרובים של סימה יהיה 4x .x=20,000 ← x +מהקרובים של אבי קיבלו .₪ 20,000 = 36,000 .4x/5 5 x + 10 x ← .x=20מעיין בת .127נסמן את הגיל של מעין ב ,x -לכן הגיל של אדווה הוא = + 10 .x/4 2 4 ,20אדווה בת .5 .128בסעיפים א' ו-ב' יש להציב את הטמפרטורה לפי צלסיוס בנוסחה ולקבל את הטמפרטורה לפי 9•0 320 .0°לפי צלסיוס הן 32°לפי פרנהייט .ב( .50°בסעיפים ג' ו -ד' יש פרנהייט .א( + 32 = 32 5 לפתור משוואה שהתוצאה שלה היא הטמפרטורה לפי פרנהייט ,והנעלם הוא הטמפרטורה לפי צלסיוס. 9x ← 5° .x=-15לפי פרנהייט הן -15°לפי צלסיוס .ד( .-18°, -17 7/9°ה( אין לאמו ג( + 32 = 5 5 9x ← של ג'ון סיבה לדאגה ,משום שהטמפרטורה המתאימה היא 37.5°לפי צלסיוס .ו( + 32 = x 5 9y ← 160 .y=160 -40 .x=-40מעלות לפי צלסיוס שוות ל -40מעלות לפי פרנהייט .ז( + 32 = 2 y 5 מעלות לפי צלסיוס שוות ל 320-מעלות לפי פרנהייט. .129נסמן את אורך מסלול הרכיבה ב .x -אורך מסלול השחייה יהיה 15x/400אורך מסלול הריצה .x/4א( 15 x x 1 .x=40 ← x +אורך מסלול הרכיבה הוא 40ק"מ .ב( אורך מסלול השחייה הוא + = 51 40 4 5 1.5ק"מ ,ואורך מסלול הריצה הוא 10ק"מ. בקניון ב ,x -הזמן בסופרמרקט יהיה ,x/2והזמן בחנות הבגדים יהיה .132נסמן את הזמן שהייתה יפית ַ x x 1 ← .x=1יפית הייתה בקניון שעה אחת. 10 .x/3דקות הן 1/6של שעה+ + = x . 2 3 6 .133נסמן את משכורת המנהל ב ,x -משכורת המזכירה תהיה ,x/3ומשכורת המתכנת תהיה .3x/4 x 3x = .x=12,000 ← + 5000משכורת המנהל היא ,₪ 12,000משכורת המזכירה היא ,₪ 4,000 3 4 ומשכורת המתכנת היא .₪ 9,000 2 x .134נסמן את הגיל של רמי ב ,x -הגיל של אסף יהיה .x=20 ← ( x + 10) = + 10 .x/2רמי היום 3 2 בן ,20ואסף בן .10 .135נסמן את מחיר השמלה בחנות "קניתי" ב ,x -ואת מחיר השמלה בחנות "שלך" ב.7x/8 - 9 7x = )( x − 6 ← .x=216מחיר השמלה בחנות "שלך" הוא .₪ 189 10 8 x x x x .136נסמן את מספר שנות חייו של דיופנטס ב .x=84 ← + + + 5 + + 4 = x .x -דיופנטס 6 12 7 2 היה בן 84במותו. 1 1 1 1 = ← − . .138נסמן את המספר ב ,x -המספר ההפוך הוא ,1/xהמספר ההפוך ל 2x -הוא x 4 2x 2x .x=2 60 100 ← .x=60מהירות + .139נסמן ב x -את מהירות המכונית בחלקה השני של הדרך= 3 . x 45 המכונית 60קמ"ש. .140תרגיל זה מהווה מעין סיכום לנושא פתרון משוואות ממעלה ראשונה .מטרתו העיקרית היא שתלמידים יבינו כי בחירת השיטה הנוחה ביותר לפתור משוואה נתונה תלויה במבנה המשוואה וכן במספרים המופיעים בה .במילים אחרות ,בבחירת השיטה לפתרון משוואה נדרשת תובנה מספרית שמשתדלים לפתח כאן. א( .-6/7ב( .6ג( .7· 6/11ד( 5/9ה( .5/16ו( .1/5ז( .-1/3ח( .-5/3ט( .14.5 העמקה ,עמ' 49 x2 .1שטח המשולש ABCהוא 2 x2 ) . 18 −שטח המשולש ADEהוא 18סמ"ר(. שטח הטרפז BCDEהוא 2 . x2 x2 . 18 − ⋅= 3 לכן xהוא פתרון המשוואה 2 2 לפיכך ,x2 = 9ולכן 3ס"מ = .x הערה :דרך אחרת לפתור שאלה זו היא לשים לב כי לפי הנתונים שטח המשולש ADEגדול פי 4משטח המשולש .ABCומאחר ששני משולשים אלה הם דומים ,מקדם הדמיון ביניהם הוא . 4 = 2 6 לכן 3ס"מ = = . x 2 1 . x = −אך xחייב להיות מספר חיובי לפי הגדרת .2א( .25ב( .1ג( .9/4ד( .121/36ה( מקבלים 63 השורש הריבועי .לכן אין פתרון למשוואה הנתונה. ו( אין פתרון.