x
Učitavanje

Aktivnosti za samostalno učenje

    Europska unija, Zajedno do fondova EU
    Sadržaj jedinice
    Povećanje slova
    Smanjenje slova
    Početna veličina slova Početna veličina slova
    Visoki kontrast
    a Promjena slova
    • Verdana
    • Georgia
    • Dyslexic
    • Početni
    Upute za korištenje

    Na početku...


    U parku su staru klackalicu duljine 3 metra zamijenili novom, duljine 4.5 metara. Na staroj je klackalici Ana sjedila na samom rubu, a Pero se morao približiti Ani da bi bili u ravnoteži. Na novoj je klackalici Pero 60 centimetara dalje od uporišta nego što je bio na staroj klackalici, a Ana opet sjedi na rubu. Koliko je Pero udaljen od uporišta na novoj klackalici, ako su on i Ana u ravnoteži? Koliko iznosi Anina masa ako je Perina masa 40 kilograma?

    Povezani sadržaji

    Klackalica je u ravnoteži ako je  m 1 d 1 = m 2 d 2 , gdje su  m 1 i m 2 mase djece koja se klackaju, a  d 1 i d 2 udaljenosti su djece od središta ravnoteže, odnosno uporišta ili oslonca klackalice (na staroj klackalici). Djeca se mogu jedno drugome primicati po klackalici a da ona ostane u ravnoteži. (Zakon poluge, Fizika?)

    Sparite jednadžbu koja opisuje ravnotežu na klackalici s klackalicom na koju se odnosi.

    Neka je ​ m 1 Anina masa, ​ m 2 Perina masa, ​ d 1 je Anina udaljenost, a d 2 Perina udaljenost od uporišta (sve se odnosi na staru klackalicu).

    Stara klackalica

      m 1 · 2.25 = 40 · d 2 + 0.6  



    Nova klackalica
      m 1 · 1.5 = 40 · d 2  



     
    null
    null

    Nepoznate veličine izračunat ćemo iz sljedećeg sustava jednadžbi.

    m 1 · 1.5 = 40 · d 2 m 1 · 2.25 = 40 · d 2 + 0.6

    Koristit ćemo metodu komparacije.

    m 1 = 40 · d 2 1.5 m 1 = 40 · d 2 + 0.6 2.25

    Nakon što izjednačimo desne strane, slijedi: 2.25 d 2 = 1.5 d 2 + 1.5 · 0.6 d 2 = 1.2 m ,

    a iz prve ćemo jednadžbe izračunati Aninu masu: ​ m 1 = 40 · 1.2 1.5 = 32 kg .

    Na novoj klackalici Pero mora sjediti na udaljenosti od ​ 1.2 + 0.6 = 1.8 m od uporišta kako bi Ana i on bili u ravnoteži.


    Zadatak 1.

    Na slici su grafovi koji opisuju kretanje triju osoba po pravcu.

    Na slici su prikazani grafovi gibanja troje ljudi P , R i S po ravnoj cesti (zamislimo da se gibaju duž osi​ x ).

    1. Sparite brzine i osobe čije se to brzine.

      Brzinu od 15 km/h ima osoba
      Brzinu od 7.5 km/h ima osoba
      Brzinu od 2.5 km/h ima osoba
      null
    2. Hoće li se ikada sve tri osobe naći na istom mjestu?

      null
      null
    3. Sparite sustav jednadžbi s tumačenjem rješenja tog sustava.

      d = 7.5 t + 1 d = 15 t   
      Vrijeme i mjesto susreta osoba P i S
      d = 2.5 t + 5 - 6 t + 0.4 d = 0  
      Vrijeme i mjesto susreta osoba R i S
      - 3 t + 0.4 d = 0.4 - t + 0.4 d = 2  
      Vrijeme i mjesto susreta osoba R   i P
      null
      null
    4. Osobe R i S srest će se u trenutku t = h , na udaljenosti d = km od polazišta.
      null

       

    5. Osobe R i P srest će se u trenutku t =   h , na udaljenosti d =   km od polazišta.
      null
    6. Točno vrijeme susreta osoba P i S jest

      null

    Tri sa tri

    Zadatak 2.

    Na slici su znamenke.

    Zbroj znamenaka troznamenkastog broja jest 12 . Broj zapisan istim znamenkama, ali u obrnutom poretku veći je za 99 od početnog broja. Ako je zbroj znamenaka jedinica i desetica dvostruko veći od znamenke stotica, odredite početni broj.

    Početni broj možemo zapisati kao a b c ¯ = 100 a + 10 b + c gdje su  a , b , c znamenke. Tada je a , b , c rješenje sljedećih jednadžbi:

    null
    null

    Znamenke traženog troznamenkastog broja rješenje su sustava:

    a + b + c = 12 a - c = 1 2 a - b - c = 0

    Traženi broj je 453 .


    Zadatak 3.

    Dino je negdje pročitao da se lako uštedi novac prikupljajući kovanice. Stoga je pripremio tri kasice: jednu za kovanice od jedne kune, jednu za kovanice od 2 kune i jednu za kovanice od 5 kuna. Svi su ukućani pripomogli i odlagali svoje kovanice u kasice, pa je nakon dva mjeseca Dino prepune kasice odnio u banku. Na njegov je račun uplaćen ukupan iznos od 492 kune, a ukupno je bilo 180 kovanica. Ukupan broj kovanica od jedne kune i od pet kuna bio je za 20 veći od broja kovanica od 2 kune.

    Koliko je Dino prikupio kovanica od svake vrste?

    Na slici su tri kasice.

     ​

    Sustav jednadžbi kojim dolazimo do rješenja jest
    x + y + z =
    x + 2 y + 5 z =    
    x - y + z =  
    null
    null

    Kramerovo pravilo

    Ako su a , b , c , d realni brojevi, broj a d - b c   označit ćemo simbolom a b c d i zvat ćemo determinanta drugog reda ili determinanta 2 × 2 .

    Na ploči je zapisana determinanta.

     Zašto oznaka a b c d = a d - b c ?

    Zadatak 4.

    Odredite vrijednost sljedećih determinanti:

    1. 3 - 4 5 7 =

      null
      null
    2. - 3 0 3 - 11 =   

      null
      null
    3. - 22 33 - 44 55 =   ​

      null
      null
    4. 2.54 4 12.7 20 =   

      null
      null

    Označimo koeficijente sustava ovako a x + b y = e c x + d y = f

    U sljedećoj interakciji dana su četiri sustava. Riješite sustave i upišite rješenja na odgovarajuća mjesta. Izračunajte zadane determinante (elementi determinanti su koeficijenti sustava) i dobivene vrijednosti upišite na odgovarajuća mjesta. Istražite i otkrijte vezu između rješenja danih sustava i zadanih determinanti u tablici.

    Povećaj ili smanji interakciju

     Ako je  a x + b y = e c x + d y = f sustav dviju linearnih jednadžbi s dvjema nepoznanicama koji ima rješenje x , y , tada vrijedi:

    e b f d a b c d
    a e c f a b c d
    null
    null

    Primjer 1.

    Riješimo sustav - 2 x + 7 y = 1 4 x - 3 y = 11 koristeći determinante.

    Pri rješavanju sustava pomoću determinanti koristit ćemo sljedeće oznake:

    D = a b c d = a d - b c ,

    D x = e b f d = d e - b f ,

    D y = a e c f = a f - c e .

    Uočite da su u determinanti  D koeficijenti sustava koji stoje uz nepoznanicu x u prvom stupcu, a oni koji su uz nepoznanicu y u drugom.​

    Kod determinante D x prvi je stupac (iz  D ) zamijenjen slobodnim članovima sustava e , f .

    Kod determinante D y drugi je stupac (iz D ) zamijenjen slobodnim članovima sustava e , f .

    D = - 2 7 4 - 3 = - 2 · - 3 - 7 · 4 = - 22

    D x = 1 7 11 - 3 = - 3 - 77 = - 80

    D y = - 2 1 4 11 = - 22 - 4 = - 26

    x = D x D = - 80 - 22 = 40 11

    y = D y D = - 26 - 22 = 13 11

    Rješenje sustava jest uređeni par 40 11 , 13 11 .


    Sustav dviju linearnih jednadžbi s dvjema nepoznanicama a x + b y = e c x + d y = f može se riješiti pomoću determinanti drugog reda.

    Tada za a d - b c 0 rješenje sustava ( x , y ) računamo prema:

    x = D x D = e b f d a b c d = e d - b f a d - b c

    y = D y D = a e c f a b c d = a f - c e a d - b c  

    Ova se metoda rješavanja još naziva i Cramerovo pravilo.

    Zanimljivost

    Na slici je Cramer.
    Gabriel Cramer

    Gabriel Cramer bio je švicarski matematičar (Ženeva, 31. VII. 1704 – Bagnols-sur-Cèze, 4. I. 1752).

    Doktorirao (1722.) na Sveučilištu u Ženevi gdje je i radio.

    Njegov Uvod u analizu algebarskih krivulja jedan je od prvih radova s područja analitičke geometrije. U njemu je raspravljao o algebarskim krivuljama i opisao način rješavanja sustava linearnih jednadžbi s pomoću determinanti koji se danas naziva Cramerovo pravilo.

    Kutak za znatiželjne

    Zadatak 5.

    1. Dokažite Cramerovu metodu.
    2. Pronađite primjere te diskutirajte, koristeći Cramerovo pravilo, kada sustav ima jedinstveno rješenje, kada nema rješenja i kada ih ima beskonačno.
    1. Uputa: Riješite sustav   a x + b y = e c x + d y = f s općim brojevima.
    2. Sustav ima jedinstveno rješenje ako je ​ D 0

    Ako je ​ D = 0 i D x 0 , D y 0 , sustav nema rješenja.

    Ako je ​ D = 0 i D x = 0 ili   D y = 0 , sustav ima beskonačno mnogo rješenja.

    Obrazložite!


    Zadatak 6.

    Odredite parametar k R tako da sustav nema rješenja 2 x - 3 y = k 2 k x + 6 y = 1

    k = - 2  


    ...i na kraju

    Na slici je prostorni koordinatni sustav.

    Projekt

    Istražite.

    Ako je grafičko rješenje linearne jednadžbe ​ a x + b y = c pravac, što će biti grafičko rješenje linearne jednadžbe ​ a x + b y + c z = d ?

    Što će grafički predstavljati rješavanje sustava triju linearnih jednadžbi s trima nepoznanicama? Što sve možete dobiti kao rješenje?

    Pronađite i prezentirajte Cramerovo pravilo za sustav triju linearnih jednadžbi s trima nepoznanicama.