Staroindijski su matematičari često zadatke zadavali u stihovima. Evo jednog takva zadatka.
Jedna petina nekog roja pčela spustila se na cvijet kadambe, a jedna trećina na cvijet silindhe. Trostruka razlika tih brojeva odletjela je do cvjetova kutuje. Preostala je još jedna pčela, lebdeći u zraku amo-tamo, podjednako privlačena dražesnim mirisom jasmina i pandama. Reci mi, divna ženo, koliko je pčela bilo u roju?
Odgovorite na pitanje u zadatku. Koji ste matematički model primijenili?
Smislite zadatak riječima koji će se rješavati postavljanjem linearne jednadžbe. Podijelite zadatke unutar razreda. Riješite zadatak koji je postavio netko iz razreda.
Riješite jednadžbe.
Riješite nejednadžbe.
Neke jednadžbe i nejednadžbe imaju konačno mnogo rješenja, neke beskonačno mnogo, a neke nemaju rješenja. Riješite jednadžbe i nejednadžbe pa ih razvrstajte prema tom kriteriju.
Označite točan odgovor.
Ako jednadžba ima beskonačno mnogo rješenja, svaki je realni broj rješenje.
Ako jednadžba ima konačno mnogo rješenja, onda ima samo jedno rješenje.
Maja je pronašla sliku police za knjige. Želi napraviti takvu policu, a zamislila je da se širina i visina odnose kao 3:4. Ima na raspolaganju 8.05m daske. Odredite dimenzije police. Hoće li na policu u uspravnom položaju stati knjiga kojoj su dimenzije 17x24cm?
5x+2·43x=805,x=1.05
Polica će biti široka 1.05m, a visoka 1.4m. Visina jednog reda police je 35cm pa će knjiga stati na policu.
Učenik tijekom školske godine iz Matematike piše četiri ispita i iz svakog od njih može dobiti
50 bodova. Za aktivnosti (domaće zadaće, projekti, umne mape i slično) može dobiti još
40 bodova. Za zaključnu ocjenu odličan treba imati najmanje
90% ukupnoga broja bodova. Učenik je u prva tri ispita imao
35,
49 i
46 bodova. Za aktivnosti je dobio ukupno
37 bodova. Može li učenik dobiti zaključnu ocjenu odličan? Ako može, koji je najmanji broj bodova koje mora dobiti na četvrtom ispitu?
Označimo broj bodova na četvrtom ispitu s x.
35+49+46+37+x240≥0.9,x≥49
Učenik može dobiti zaključnu ocjenu odličan, ali na četvrtom ispitu mora dobiti najmanje
49 bodova.
Odaberite pravu jednadžbu ili nejednadžbu s odgovarajućim prikazom rješenja na brojevnom pravcu.
Primjer 1.
Naučili ste rješavati jednadžbe s apsolutnim vrijednostima koje se svode na jednadžbe oblika |x|=a i |x|=|y|. Riješite jednadžbe.
- |5x-3|=2
- |5x-3|-|2x+1|=0
Prema definiciji apsolutne vrijednosti je
5x-3=-2 ili 5x-3=2 pa je
x=15 ili x=1.
Jednadžbu možemo zapisati u obliku
|5x-3|=|2x+1| pa je
5x-3=2x+1 ili 5x-3=-(2x+1),
x=43 ili x=27.
Primjer 2.
Promotrimo jednadžbu |5x-3|-|2x+1|=2. Možemo li tu jednadžbu riješiti slično kao i jednadžbe iz prethodnog primjera? Ne možemo jer se ta jednadžba ne može svesti na oblik |x|=a ili |x|=|y|.
Kako riješiti jednadžbu? Najprije ju treba zapisati bez znaka apsolutne vrijednosti. Prisjetite se definicije apsolutne vrijednosti.
|5x-3|=
|2x+1|=
Primjer 3.
Riješimo jednadžbu |5x-3|-|2x+1|=2. Da bismo jednadžbu zapisali bez znaka apsolutne vrijednosti, treba razlikovati slučajeve s obzirom na predznake izraza 5x-3 i 2x+1. Koliko ima mogućnosti?
Prvi slučaj: 5x-3≤0,2x+1≤0
Jednadžbu možemo zapisati bez znaka apsolutne vrijednosti:
-(5x-3)-(-(2x+1))=2
-5x+3+2x+1=2 čije je rješenje x=23.
Provjerimo je li x=23 rješenje početne jednadžbe. Provjeru uvijek možemo obaviti uvrštavanjem u početnu jednadžbu:
|5·23-3|-|2·23+1|=|13|-|73|=-2≠2.
Zaključujemo: x=23 nije rješenje početne jednadžbe.
Do istog smo zaključka mogli doći i provjerom uvjeta. Provjeravamo jesu li za x=23 istinite obje nejednakosti 5x-3≤0,2x+1≤0:
5·23-3=13>0,2·23+1=73>0 pa x=23 ne zadovoljava uvjete i zato nije rješenje početne jednadžbe.
Drugi slučaj: 5x-3≤0,2x+1>0
Jednadžbu zapisujemo bez znaka apsolutne vrijednosti:
-(5x-3)-(2x+1)=2
-5x+3-2x-1=2 čije je rješenje x=0.
Provjerimo je li x=0 rješenje početne jednadžbe. Uvrštavamo u početnu jednadžbu:
|5·0-3|-|2·0+1|=|-3|-|1|=3-1=2.
Zaključujemo: x=0 je rješenje početne jednadžbe.
Ili možemo provjeriti jesu li za x=0 istinite obje nejednakosti 5x-3≤0,2x+1>0:
5·0-3=-3≤0,2·0+1=1>0 pa x=0 zadovoljava uvjete i zato je rješenje početne jednadžbe.
Riješite preostala dva slučaja.
Treći slučaj:
5x-3>0,2x+1≤0
Jednadžbu možemo zapisati bez znaka apsolutne vrijednosti:
(5x-3)-(-(2x+1))=2
5x-3+2x+1=2
x=47.
Uvrštavamo
x=47 u početnu jednadžbu:
|5·47-3|-|2·47+1|=|-17|-|157|=-2≠2.
Zaključujemo:
x=47 nije rješenje početne jednadžbe. Provjerom bismo uvjeta također zaključili da za
x=47 nejednakosti
5x-3>0,2x+1≤0 nisu istinite.
Četvrti slučaj:
5x-3>0,2x+1>0
Jednadžbu možemo zapisati bez znaka apsolutne vrijednosti:
(5x-3)-(2x+1)=2
5x-3-2x-1=2
x=2.
Uvrštavamo
x=2 u početnu jednadžbu:
|5·2-3|-|2·2+1|=|7|-|5|=2.
Zaključujemo:
x=2 je rješenje početne jednadžbe. Ili provjeravamo da
x=2 zadovoljava uvjete
5x-3>0,2x+1>0.
Primjer 4.
U prethodnom smo primjeru promatrali četiri slučaja. Važni su nam bili predznaci izraza koji se nalaze pod znakom apsolutne vrijednosti. Možemo li predznake jednostavno i pregledno prikazati? Prisjetite se tablice predznaka.
Riješimo jednadžbu |3-x|+|2x+4|=8. Odredite najprije brojeve za koje vrijednosti izraza 3-x i 2x+4 mijenjaju predznak, a zatim na papir zapišite tablicu predznaka za te izraze.
Jednadžbu |3-x|+|2x+4|=8 rješavat ćemo na tri intervala ⟨-∞,-2],⟨-2,3],⟨3,∞⟩. Pogledajte u videozapisu.
Riješite jednadžbu
|4-2x|+|4+2x|=8 i odaberite točno rješenje.
Skup svih rješenja jednadžbe je:
Postupak:
Na intervalu ⟨-∞,-2] dobivamo x=-2, što je u intervalu pa jest rješenje.
Na intervalu ⟨-2,2] dobivamo 8=8 pa je rješenje svaki broj iz intervala ⟨-2, 2].
Na intervalu ⟨2,∞⟩ dobivamo x=2, što nije u intervalu pa nije rješenje.
Na dugoj pješčanoj plaži nalaze se slastičarnica i restoran. Slastičarnica je udaljena 250m od ulaza na plažu, a restoran 650m. Mateo bira suncobran koji će iznajmiti. Odlučio je najprije plivati, zatim pojesti sladoled pa čitati knjigu pod suncobranom. Nakon čitanja otići će na ručak, a nakon ručka još malo čitati prije ponovnog kupanja. Planira hodati svaki dan 1km po plaži. Na kojoj udaljenosti od ulaza treba biti suncobran koji će odabrati da bi Mateo ispunio zadani plan?
Marija se slaže sa svim aktivnostima, ali ne želi hodati više od 800m. Na kojoj udaljenosti od ulaza treba biti njezin suncobran?
Označimo s x udaljenost suncobrana od ulaza u kilometrima. Udaljenost od suncobrana do slastičarnice je |x-0.25|, a do restorana |x-0.65| i svaku će od njih Mateo prijeći dva puta. Postavnimo jednadžbu:
2·|x-0.25|+2·|x-0.65|=1. Rješenja su
0.2 i
0.7 pa Mateo treba odabrati suncobran koji je udaljen od ulaza
200m ili
700m.
Označimo udaljenost Marijina suncobrana od ulaza s y i postavimo jednadžbu:
2·|y-0.25|+2·|y-0.65|=0.8. Rješenje je svaki broj iz intervala [0.25,0.65] pa Marija može odabrati bilo koji suncobran između slastičarnice i restorana.
Riješit ćemo neke složenije nejednadžbe s apsolutnim vrijednostima. Do sada smo rješavali složenije jednadžbe s apsolutnim vrijednostima u kojima smo promatrali rješenja na pojedinim intervalima. Jesu li rješenja jednadžbe dobivene na intervalu ujedno rješenja početne jednadžbe, mogli smo provjeriti uvrštavanjem u početnu jednadžbu. Hoće li ta metoda biti primjenjiva i pri rješavanju složenijih nejednadžbi?
Riješimo nejednadžbu
|x+4|+|4-2x|<9. Najprije na papiru napravite tablicu predznaka.
Riješimo nejednadžbu na intervalu ⟨-∞,-4⟩.
-(x+4)+(4-2x)<9 pa je x>-3. Rješenje je svaki broj veći od -3 koji se nalazi u intervalu ⟨-∞,-4⟩, odnosno skup ćemo rješenja dobiti kao presjek intervala ⟨-∞,-4⟩ i ⟨-3,∞⟩. Presjek je ∅ pa na tom intervalu nema rješenja.
Riješite nejednadžbu na intervalima [-4,2⟩,[2,∞⟩. Odredite skup rješenja nejednadžbe.
Rješenje na intervalu [-4, 2⟩ je ⟨-1, 2⟩.
Rješenje na intervalu [2,∞⟩ je [2, 3⟩.
Konačno je rješenje ⟨-1, 2⟩∪[2, 3⟩=⟨-1, 3⟩.