
2009. augusztus 29., szombat
Elsőfokú, egyismeretlenes egyenletek II.

2009. augusztus 24., hétfő
Elsőfokú, egyismeretlenes egyenletek
1. Egy kád az egyik csapból 20 perc alatt, a másikról 15 perc alatt telik meg. A lefolyót kinyitva 16 perc alatt ürül ki a kád. Mennyi ideig tart a kád feltöltése, ha mindkét csapot kinyitjuk, de a lefolyó is nyitva marad?
Először kiszámoljuk, hogy 1 perc alatt a kád hányad része telik meg vízzel:
- az első csap 20 perc alatt töltené meg, így 1 perc alatt a kád 1/20 része telik meg vízzel az első csapon;
- a második csap 15 perc alatt töltené fel a kádat, így 1 perc alatt a kád 1/15 részét tölti meg;
- a lefolyón 1 perc alatt a kád tartalmának 1/16 része folyik le.
Így 1 perc alatt a kád 1/20 + 1/15 - 1/16 részében lesz víz.
1/20 + 1/15 - 1/16 =
(12 + 16 - 15)/240 =
13/240.
1 perc --> 13/240 rész
x perc --> 1 egész rész
------------------------
x*13/240 = 1 /mindkét oldalt osztjuk 13/240-del
1:(13/240) = 1*240/13 ~ 18,46
x ~ 18,46
Ennyi perc alatt telik meg a kád.
2. Mennyi vizet kell elpárologtatni 10 liter 40%-os sóoldatból. hogy 60%-os sóoldatot kapjunk?
Ami nem változik a párolgás során, az a só mennyisége. Ezért a sótartalomra írhatunk fel egyenletet.
Az első oldatban 10 liter 40%-a = 4 liter só van.
A 10 literből elpárolog valamennyi víz, jelöljük x-szel. Így a második oldat (10-x) liter.
Ennek 60%-a só: (10-x)*0,6
4 = (10-x)*0,6 /zárójelbontás
4 = 6 - x*0,6 /mindkét oldalhoz x*0,6-et adunk
4 + x*0,6 = 6 /mindkét oldaból elveszünk 4-et
x*0,6 = 2 /mindkét oldalt osztjuk 0,6-del
x = 3,333...
x = 3 egész 1/3
Tehát 3 egész 1/3 liter vizet kell elpárologtatni.
Ellenőrzés:
Ha elpárolog 3 egész 1/3 liter a 10-ből, akkor a második oldat 6 egész 2/3 liter.
Ennek a 60%-át kiszámoljuk:
3 egész 2/3 = 20/3
20/3*(6/10) = 120/30 = 4.
Ami éppen az első sóoldat sótartalma.
U.i.: A százalékszámításról még nem volt szó. Röviden: mennyiségek századrészét nevezzük százaléknak.
60% --> 60/100 rész
Valaminek a 60%-át úgyszámoljuk ki, hogy szorozzuk 60-nal, osztjuk 100-zal (vagy osztjuk100-zal, szorozzuk 60-nal).
Ezt a két műveletet eggyel is felírhatjuk: szorzunk 0,6-del. Ezt használtam fel a 2. példában.
Kérdezzetek itt a blogon, ha bővebben olvasnátok a százalékszámításról!
2009. augusztus 21., péntek
Egyenletek, mérlegelv

Ez egy egyszerű kérdés, de a lényeget jól mutatja: adott tulajdonságú számot keresünk. Ezt a keresett számot ismeretlennek nevezzük, s betűvel jelöljük, hogy segítségével, a műveleti jelekkel és a szövegben megadott számokkal le tudjuk írni a tulajdonságát:
x:2 = 13 + 5
Még egy tulajdonság szerepel a szövegben: természetes szám az ismeretlen. Alaphalmaznak nevezzük azt a számhalmazt, amelyben az ismeretlen értékét keressük.
A jobb oldalon egy számfeladat van, kiszámoljuk:
x:2 = 18
Az x felét ismerjük, ezért 2-vel való szorzással tudjuk meg x értékét. Ha egyenlő mennyiségeket ugyanazzal szorozunk, akkor az eredmények is egyenlők lesznek:
x = 36.
Megoldottuk az egyenletet, s a 36 természetes szám. Még az ellenőrzés van hátra: a 36 fele 18, ami tényleg 5-tel több a 13-nál.
Ebben a példában használtuk a mérlegelvet: ugyanazt a műveletet végeztük az egyenlet mindkét oldalával. Ezt úgy képzeld el, mint egy egyensúlyban lévő karos mérleg két serpenyőjét. Ha ugyannyit teszel a két oldalra, vagy ugyanannyit veszel el a két oldalról, vagy ugyanazzal a számmal szorzod, osztod a két serpenyőben lévő mennyiséget, akkor nem billen ki a mérleg, az egyensúly (=az egyenlet) megmarad.
Sok fajtája van az egyenleteknek:
- egy ismeretlen van benne,
- több ismeretlen van benne,
- az ismeretlen az első hatványon van,
- második hatványa szerepel az ismeretlennek, stb.
- négyzetgyökjel alatt van,
- abszolútértékes az egyenlet,
- stb.
Elsőfokú, egyismeretlenes egyenletekkel folytatom majd, de aki máris kíváncsi a megoldásukra, nézze meg a videót:
2009. augusztus 18., kedd
Törtkitevő, logaritmus
Törtkitevő
Példa:
72/3 alatt azt a számot értjük, amelynek a harmadik hatványa 72.
Ehhez hasonló meghatározással a harmadikgyöknél találkoztunk. S azt a számot, amelynek a harmadik hatvány 72 így írtuk: harmadikgyök 72.
(72/3)3 = 72
(harmadikgyök 72)3 = 72
Így 72/3 = harmadikgyök 72.
Példa:
27-4/3 = harmadikgyök(27-4) = harmadikgyök(1/274) = harmadikgyök(1/(33)4) = harmadikgyök(1/312) = 1/34 = 1/81.
43/2 = négyzetgyök(43) = (négyzetgyök 4)3 = 23 = 8.
Törtkitevőt csak pozitív alapra értelmezünk (negatív azért nem lehet az alap, mert páros gyököt nem tudunk belőle vonni a valós számok halmazában; nulla azért nem lehet az alap, mert ha a kitevő negatív előjelű, akkor reciprokot kellene venni - nullának pedig nincs reciproka).
Logaritmus
A gyökvonás műveletéhez úgy jutottunk el, hogy egy hatványból az alapot fejeztük ki: 23=8 - ból 2=harmadikgyök 8.
Ha a kitevőt akarjuk kifejezni, akkor azt logaritmussal tehetjük meg: 3=log28. (kettes alapú logaritmus 8)
Azaz a logaritmus a kitevőt megadó művelet. A logaritmus alapja egyben a hatványalap, s azt a kitevőt keressük, amire ezt az alapot felemelve a megadott számot kapjuk.
Példa:
Mennyi log381? Azt a kitevőt keressük, amire a 3-at felemelve 81-et kapunk értékül. Ez a 4.
log381 = 4
A leggyakrabban használt logaritmusalap a 10, ezért egy egyszerűbb jelölést vezettek be a tízes alapú logaritmusra: lg.
Példák:
lg10 = 1
lg10000 = 4
lg1 = 0
lg 0,001 = -3
lg(négyzetgyök 1000) = 3/2
lg(négyzetgyök 0,001) = -3/2
Logaritmus alapja csak pozitív szám lehet, úgy ahogy előbb a törtkitevőnél megbeszéltük. Nincs értelem az 1 alapú logaritmusnak.
Valamint csak pozitív szám lehet az a szám is, aminek a logaritmusát keressük.
(Eredményül, a kitevőre persze "bármilyen" számot kaphatunk, ahogy az előbbi példákban is: pozitívat, negatívat, nullát, egészet, törtet.)
2009. augusztus 15., szombat
Négyzetgyökvonás
Amikor négyzetgyökvonás eredményét keressük, akkor egy olyan szám a kérdés, aminek a második hatványa a gyökjel alá írt szám.
Mennyi négyzetgyök121?
11, mert 112 = 121.
Tehát ellenőrizzük négyzetre emeléssel az eredményt. Mivel önmagával kell szorozni, így biztosan nem lesz a második hatvány negatív. Ezért eleve nem is kérdezhetünk olyat, hogy mennyi egy negatív szám négyzetgyöke, mert ellenőrzéskor hibát kapunk.
Ezért egy kicsit most pontosítjuk a négyzetgyökvonás meghatározását: Egy x nemnegatív szám négyzetgyökén azt a nemnegatív számot értjük, amelynek a négyzete x. Azaz sem a négyzetgyökjel alatti szám, sem a négyzetgyökvonás eredménye nem lehet negatív.
Egy-egy példán nézzük meg a négyzetgyökvonás tulajdonságait:
a) négyzetgyök(16*9) = négyzetgyök16*négyzetgyök9
Szorzatból lehet tényezőnként négyzetgyököt vonni.
b)négyzetgyök(16/9) = négyzetgyök16/négyzetgyök9
Hányados négyzetgyökét úgy is kiszámolhatjuk, hogy külön a számlálóból, külön a nevezőből vonunk négyzetgyököt.
c) (négyzetgyök4)3 = négyzetgyök(43)
A négyzetgyökvonás és a hatványozás művelete felcserélhető.
Amit nagyon nem szabad, és nagyon nem lehet, és mégis sokan bepróbálkoznak vele, az összegből való négyzetgyokvonás tagonként:
négyzetgyök(25 + 16) nagyon nem egyenlő négyzetgyök25 + négyzetgyök16 - tal!!!
Ugyanígy kivonás esetében is:
négyzetgyök (25 - 16) nem egyenlő négyzetgyök25 - négyzetgyök16 -tal!!!
Számoljatok utána!
2009. augusztus 12., szerda
Gyökvonás
A hatványozás egyik fordított műveletéről, a gyökvonásról lesz ma szó. Amikor a hatványalapra kérdezünk rá: "Melyik az a szám, amelyiknek a harmadik hatványa 8?", akkor erre a kérdésre gyökvonás művelettel válaszolunk: "harmadikgyök 8 az a szám, amelyiknek a harmadik hatványa 8".
Ennek értékét most fejben is tudjuk, hogy 2. De sok olyan feladat, kérdés van, ahol csak a gyökös alak segítségével tudjuk megadni a pontos eredményt (számológéppel vagy gyöktáblázat segítségével pedig a közelítő eredményt).
Néhány példa:
52 = 25 ----> négyzetgyök 25 = 5
34 = 81 ----> negyedikgyök 81 = 3
105 = 100000 ----> ötödikgyök 100000 = 10
Mekkora annak a négyzetnek az oldala, amelynek területe 1024 m2?
Keressük azt a számot, amelynek a második hatványa 1024. Ez a szám a négyzetgyök 1024. Számológéppel megnézzük az értékét: 32. Tehát a négyzet oldala 32m.
Mekkora annak a négyzetnek az oldala, amelynek területe 5m2?
Keressük azt a számot, amelynek a második hatványa 5. Ez a szám a négyzetgyök 5. Számológéppel: 2,236... Ez már csak közekítő érték, tehát a négyzet oldala közelítőleg 2,236m.
Milyen tizedestört ez? Egy korábbi bejegyzésben már volt szó a véges és a végtelen szakaszos tizedestörtekről. Ez vajon melyik fajta?
Azt is láttuk, hogy a véges és a végtelen szakaszos tizedestörtek hogyan írhatók át törtalakra. Akkor próbáljuk felírni törtalakban a négyzetgyök 5-öt is!
Tegyük fel hogy négyzetgyök 5 = a/b és ez a tört már a legegyszerűbb alakú legyen.
Négyzetgyök 5 az a szám, amelyiknek a négyzete 5, tehát az előbbi egyenlet mindkét oldalát négyzetre emelve:
5 = a2/b2 /szorozzuk meg az egyenlet mindkét oldalát a nevezővel
5*b2 = a2
Az a2 valaminek az 5-szöröse, tehát osztható 5-tel. Ez csak úgy lehet, hogy maga az a szám is osztható 5-tel.
Ha egy szám osztható 5-tel, akkor a négyzete osztható 25-tel. Tehát a2 osztható 25-tel, így a vele egyenlő 5*b2 is osztható 25-tel.
Ehhez az szükséges, hogy b2 osztható legyen 5-tel. Ha b2 osztható 5-tel, akkor b is oszható 5-tel.
Az eredeti feltevésekből az következik, hogy a is és b is osztható 5-tel. Akkor az a/b tört egyszerűsíthető 5-tel. Ezzel ellentmondásba keveredtünk azzal az eredeti feltevéssel, hogy az a/b legyen a legegyszerűbb alakja négyzetgyök 5-nek.
Ez azt jelenti, hogy nem tudtuk felírni törtalakba a négyzetgyök 5-öt, tehát az ő tizedestöt alakja se nem véges, se nem szakaszos tizedestört.
Az ilyen számokat, amelyek nem írhatók fel két egész szám hányadosaként, irracionális számoknak nevezzük. A tizedestört alakjuk végtelen, nem szakaszos.
2009. augusztus 11., kedd
Negatív kitevő
Két összefüggésre lesz szükségünk az értelmezéshez, gyorsan ismételjük át őket:
- a nulla kivételévek bármely szám nulladik hatványa 1;
- azonos alapú hatványok osztásakor a számláló kitevőjéből kivonjuk a nevező kitevőjét.
Sőt! Erre a második összefüggésre "visszafelé" lesz majd szükségünk: ha egy kitevőben kivonás van, akkor az azonos alapú hatványok osztásának eredménye.
Akkor fogjuk meg először 4-1-t! (Négy a mínusz elsőn.)
A -1 sokféle kivonás eredménye lehet: 0-1; 1-2; 6-7; stb. Használjuk a legegyszerűbbet!
4-1 = 40-1 = 40/41 = 1/4. (A harmadik lépésben használtuk fel, hogy bármely szám nulladik hatvány 1.)
Másik példa: 4-3 = 40-3 = 40/43 = 1/43 (= 1/64)
Nézzünk egy törtes példát is:
(5/3)-2 = (5/3)0-2 = (5/3)0/(5/3)2 = 1/(5/3)2 = 1/(25/9) = 9/25 = (3/5)2
Összesítve: egy nem nulla szám negatív kitevős hatványa a szám reciprokának pozitív kitevős hatványával egyenlő.
Példák:
7-3 = (1/7)3
(3/4)-1 = 4/3
(1,8)-2 = (1/1,8)2 = (5/9)2
10-4 = 0,0001
2009. augusztus 9., vasárnap
Műveletek hatványokkal 2.
Példa:
Egy négyzet oldala 3*a hosszúságegység. Adjuk meg a négyzet területét!
T = (3*a)2 = 3*a*3*a = 3*3*a*a = 32*a2 (9a2) területegység.
Ebből a megfigyelendő: (3*a)2 = 32*a2
Tehát szorzatot lehet tényezőnként hatványozni.
Példa:
Egy kocka élei 10/3 méter hosszúak. Mennyi a kocka térfogata?
V = (10/3)3 = (10/3)*(10/3)*(10/3) = 10*10*10/(3*3*3) = 103/33 m3
Ebből a megfigyelendő: (10/3)3 = 103/33.
Tehát törtet úgy hatványozunk, hogy hatványozzuk külön a számláló és külön a nevezőt.
Példa:
Bontsuk fel a zárójelet: (54)3
(54)3 = 54*54*54 = 54*3 = 512
Tehát hatványt úgy hatványozunk, hogy a kitevőket összeszorozzuk.
S végezetül egy rejtvény, a megoldásokat a hozzászólásokban írjátok meg:
2009. augusztus 7., péntek
Műveletek hatványokkal
Példa:
A legenda szerint a sakk feltalálója a következő jutalmat kérte az uralkodótól játékáért: a tábla első mezőjéért 1 búzaszemet kért. A második mezőért 2 búzaszemet, a harmadik mezőért 4 búzaszemet, a negyedikért 8 búzaszemet, és így tovább. Minden mezőért kétszer annyi búzaszemet kért, mint amennyi a megelőző mezőn volt. Hány búzaszemet kért a 64. mezőért?
1. mező = 1 /szorozva 2-vel
2. mező = 2 /szorozva 2-vel
3. mező = 2*2 = 22 /szorozva 2-vel
4. mező = 22*2 = 2*2*2 = 23 = 22+1 /szorozva 2-vel
5. mező = 23*2 =2*2*2*2 = 24 = 23+1 /szorozva 2-vel
6. mező = 24*2 = 2*2*2*2*2 = 25 = 24+1
és így tovább. Akárhanyadik mezőt is számoljuk ki, a 2 kitevője eggyel kisebb a mező számánál. Így az utolsó mezőért 263 darab búzaszemet kellene adnia az uralkodónak.
Ebben a feladatban azt is megtanultuk, hogy azonos alapú hatványok szorzásánál a kitevők összeadódnak.
Még egy példa:
34*35 = 3*3*3*3*3*3*3*3*3 = 39 = 34+5
Azonos alapú hatványok osztásához törtek egyszerűsítésére lesz szükségünk. Ismétlés: törtet egyszerűsíthetünk a számláló és a nevező közös osztóival. (Ugyanazzal a számmal osztjuk a számlálót is és a nevezőt is.)
37/34 =
3*3*3*3*3*3*3 / (3*3*3*3) = (egyszerűsítünk 3-mal)
3*3*3*3*3*3 / (3*3*3) = (egyszerűsítünk 3-mal)
3*3*3*3*3 / (3*3) = (egyszerűsítünk 3-mal)
3*3*3*3 / 3 = (egyszerűsítünk 3-mal)
3*3*3 =
33.
Négyszer tudtunk a hatványalappal egyszerűsíteni, mert 4 darab hármas szorzótényezőnk volt a nevezőben. A fenti sorozat egyszerűbben:
37/34 = 37-4 = 33
Tehát: azonos alapú hatványok osztásakor úgy adhatjuk meg egyszerűen a hatványértéket, hogy a számláló kitevőjéből kivonjuk a nevező kitevőjét. (Pillanatnyilag ott tartunk, hogy a számláló kitevője nagyobb a nevező kitevőjénél.)
Hatvány hatványozásáról a következő bejegyzésben lesz szó.
2009. augusztus 5., szerda
Hatványozás
Példa:
Egy 10cm élű fakockát feketére festettünk, majd az oldallapokkal párhuzamos vágásokkal 1cm élű kockákra daraboltuk. Hány olyan kis kockát kaptunk, melynek legalább az egyik lapja fekete?
A nagy kockát 10*10*10 = 1000 kis kockára daraboltuk. A "belső", nem színezett kis kockák száma: 8*8*8 = 512 darab. Így legalább egy oldallapja fekete 1000-512 darabnak, azaz 488-nak.
Amikor önmagával szorzunk egy számot, azaz egy szorzásban a tényezők azonosak, akkor a hatványjelölés segítségével röviden is leírhatjuk a műveletet:
10*10*10 rövid jelöléssel 103. (tíz a harmadikon)
8*8*8 hatvány jelöléssel 83.
Elnevezések: 10 - alap; 3 - kitevő; 1000 - hatványérték.
Példák:
(-5)2 = 25
(-3/2)3 = -27/8
0,54 = 0,0625
Megállapodás:
- bármely szám első hatványa maga a szám (341 = 34)
- a nulla kivételével bármely szám nulladik hatványa 1 (7,20 = 1)
A következő bejegyzésben a hatványokkal végzett műveleteket ismerjük meg.
2009. augusztus 3., hétfő
Racionális számok
Azokat a számokat, amelyek felírhatók két egész szám hányadosakét, racionális számoknak nevezzük (az osztó nem nulla).
A két egész szám hányadosa pedig a törtalakot jelenti. Példák:
Egész számok: 5 = 10/2 (a 10 és a 2 egész számok hányadosa)
-3 = -9/3 (a -9 és a 3 egész számok hányadosa).
Véges tizedestörtek: 6,097 = 6097/1000
Tiszta szakaszos tizedestörtek: 0,11111..... = 1/9
Vegyes szakaszos tizedestörtek: 0,166666... = 1/6
Az ilyen számok az elemei a racionális számok halmazának. Ennek a halmaznak van egy betűjele: Q.
2009. augusztus 1., szombat
Tizedestörtek
a) Törtet úgy írunk át tizedestört alara, hogy az osztást elvégezzük. Például:
12/5 = 12:5 = 2,4; véges tizedestört.
4/3 = 4:3 = 1,3333...; végtelen szakaszos tizedestört.
5/6 = 5:6 = 0,83333....; vegyes szakaszos tizedestört.
b) Nézzük, hogy a háromféle tizedestörtet, hogyan lehet visszaírni törtalakra.
3/10 = 0,3
5,28 = 528/100 (5 egész = 500 század, meg 28 század)
........................................................................
3,7777.... = x /10-zel szorozzuk mindkét oldalt
37,777.... = 10x /az alsó egyenletből kivonjuk a felsőt
_________
34 = 9x /osztunk 9-cel
34/9 = x
Tehát, ha beütöd a számológépedbe, hogy 34:9, akkor azt írja ki, hogy 3,777...(az utolsó jegyet valószínűleg kerekíteni fogja a gép).
..........................................................................
Vegyes szakaszos tizedestört átírása:
3, 6755555..... = x
Először 100-zal, majd 1000-rel szororzzuk ezt az egyenlőséget:
367,55555... = 100x
3675,5555... = 1000x
________________
Kivonjuk az alsó egyenletből a felsőt:
3308 = 900x /osztunk 900-zal
3308/900 = x
Tehát, ha beütöd a számológépbe, hogy 3308:900, akkor kiírja az eredeti tizedestörtet: 3,67555...
...........................................................
Összegezve: a módszer lényege, hogy a végtelen szakaszos tizedestörtet 10-zel, vagy 100-zal, vagy 1000-rel, stb. szorozzuk; úgy megválasztva ezt a szorzót, hogy a kivonáskor az azonos tizedesjegyek egymás alá kerüljenek. Így a különbség 0 lesz minden tizedes helyiértéken.
Még egy példa:
