Решение это в математике – Высшая математика | Формулы, уравнения, теоремы, примеры решения задач - Центр социальной реабилитации инвалидов и детей-инвалидов Фрунзенского района Санкт-Петербурга

16.05.202016.12.2018

Решение это в математике – Высшая математика | Формулы, уравнения, теоремы, примеры решения задач

Содержание

Решение уравнения — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 22 июля 2018; проверки требуют 12 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 22 июля 2018; проверки требуют 12 правок.

В математике, решение уравнения — это задача по нахождению таких значений аргументов (чисел, функций, наборов и т. д.), при которых выполняется равенство (выражения слева и справа от знака равенства становятся эквивалентными). Значения неизвестных переменных, при которых это равенство достигается, называются решениями или корнями данного уравнения. Решить уравнение означает найти множество всех его решений (корней) или доказать, что корней нет.

Например, уравнение x+y=2x−1{\displaystyle x+y=2x-1} решается для неизвестного x{\displaystyle x} с помощью замены x=y+1,{\displaystyle x=y+1,} так как замена переменной x{\displaystyle x} на выражение y+1{\displaystyle y+1} превращает уравнение в тождество:

ru.wikipedia.org

решение – это… Что такое решение?

решение — См … Словарь синонимов

Решение — (adjudication) 1. Судебное решение, особенно в делах о банкротстве. 2. Решение должностного лица Департамента налогов и сборов о величине гербового сбора за оформление документа. Документ, представленный для определения величины гербового сбора,… … Словарь бизнес-терминов

решение — Завершение процесса выбора, которое обычно (иногда неправильно) фиксирует процесс во времени. Краткий толковый психолого психиатрический словарь. Под ред. igisheva. 2008. решение … Большая психологическая энциклопедия

РЕШЕНИЕ

— РЕШЕНИЕ, решения, ср. 1. только ед. Действие по гл. решить1 в 1, 2 и 3 знач. решать. Решение задачи подвигается медленно. Комиссия занята решением срочных вопросов. 2. Ответ к задаче, искомое количество или математическое выражение. Эта задача… … Толковый словарь Ушакова

РЕШЕНИЕ — (solution) Такое значение, при котором уравнение (equations) становится тождеством (или такое множество значений аргументов, что все уравнения системы становятся тождествами). Для уравнения от одной переменной, записанным как f(x)=0, решением… … Экономический словарь

РЕШЕНИЕ — (adjudication) 1. Судебное решение, особенно в делах о банкротстве. 2. Решение должностного лица Департамента налогов и сборов о величине гербового сбора за оформление документа. Документ, представленный для определения величины гербового сбора,… … Финансовый словарь

решение — Выбор альтернативы. [http://tourlib.net/books men/meskon glossary.htm] решение (в планировании и управлении, исследовании операций, экономико математическом моделировании) — 1. Выбор одной или нескольких альтернатив из множества возможных… … Справочник технического переводчика

Решение — [decision, model solution] (в планировании и управлении, исследовании операций, экономико математическом моделировании) 1. Выбор одной или нескольких альтернатив из множества возможных (вариантов Р.). 2. Процесс (алгоритм) осуществления такого… … Экономико-математический словарь

Решение — Решение ♦ Décision Волевой акт выбора из нескольких возможных вариантов. Решение означает переход от сослагательного к изъявительному наклонению, от воображаемого к реальному, от разговоров к делу. Принятие решения – кризисный момент,… … Философский словарь Спонвиля

Решение — (англ. decision) 1) правовой акт, изданный гос ным органом, органом местного самоуправления или должностным лицом в пределах его компетенции, влекущий юридические последствия. В форме Р. чаще всего издаются … Энциклопедия права

РЕШЕНИЕ — (судебное) постановление суда (арбитражного суда ) первой инстанции, которым гражданское дело (арбитражное дело) разрешается по существу. Должно быть законным и обоснованным. Выносится судом в совещательной комнате с соблюдением тайны совещания… … Юридический словарь

dic.academic.ru

Математика

Цифры, состоящие из одного символа, имеют всего 10 видов написания. Несколько таких символов, написанные подряд без каких-либо посторонних знаков, называются числами. С цифрами и числами математика позволяет производить множество различных действий. К примеру, взаимодействие между числами может сопровождаться четырьмя действиями: сложение – прибавить один набор символов с другим, разность – вычесть, произведение – сложить определенное количество раз один и тот же набор символов и частное – определить, сколько в итоговом числе находится определенный набор символов. Еще между числами проводят сравнения, эти условия в дальнейшем приводят к целесообразному умозаключению, например у этого ученика больше двоек, а у этого пятерок – следовательно, первый у нас бездарь. Математика ввела в процесс вычисления много других действий, которые применяются исключительно к каждому из чисел. Возведение в указанную степень одного и нескольких наборов символов означает произведение этого числа само на себя данное количество раз. Извлечь корень – обратное тому действие. На самом деле подобных действий над одним числом много и в жизни оно все применяется редко и лишь в отдельных отраслях.

Математика, которую мы знали в школе, становится более суровой и теперь мы будем использовать и сдавать не только числовые находки, но и словесный понос из математических лекций. Да, появляются лекции. Теперь алгебра и геометрия воссоединяются, и снова перед нами наша наука, но на очень высоком уровне. Примеры становятся сложнее, правила тяжелы для понимания, а решения будут занимать не одну страницу. Как я недавно сказал – метода подстановки в пример определения и свойств будет достаточно для решения. Здесь же этих свойств и следствий будет в разы больше. И тем не менее, этого снова будет достаточно. Остается только запомнить 50-100листов А4 лекций к концу курса.

Школьная математика

ТРИГОНОМЕТРИЯ

Я не стану описывать первые три класса, они всем Вам известны, если Вы были в состоянии дойти до этой странички. Либо Вы просто гений и Ваше будущее просто ослепительно. Школьная математика представляет собой минимум слов и больше чисел. Мы не будем брать в расчет аксиомы и теоремы геометрии, которые настолько примитивны, что их можно понять с первого (второго) раза и решение будет сводиться к двум-трем действиям. Алгебра – это та же математика, только звучит круче. В ней мы узнаем, что такое уравнения, неравенства, логарифмы, производные, интегралы, дифференциалы и множество графических элементов, таких как гиперболы и параболы, используя начала анализа и другие приключения математики. Алгебру понять не трудно, если Вы способны запомнить определения и свойства тех элементов, которые идут по вашей рабочей программе. Например, логарифмы используют всего одно определение, четыре свойства и восемь-десять следствий. Запомнив их и подставляя под Ваши примеры каждый из них, Вы будете видеть выход из ситуации, и вся эта мозаика в итоге очень красиво сложится. Поверьте, это очень приятно, когда сложные примеры у Вас на глазах приобретают Божеский вид. Либо я просто сумасшедший.

Высшая математика

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ НА ПЛОСКОСТИ

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ

АЛГЕБРА

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ

ИНТЕГРАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ

РЯДЫ

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ

Чем может похвастаться Высшая математика? С каждым годом мы учимся решать примеры различного характера, будь то неравенства, логарифмы, пределы и здесь не будет исключений. Определители, матрицы, дифференциальные уравнения, теория вероятности – всё это снесет мозг обычному математику, это интересно, трудно и вообще другой уровень. Всё это мало где используется, но тоже приобретает свой смысл в некоторых вещах.

Во время учебного процесса Высшая математика является таким же обязательным предметом, как и Философия или Информатика даже для тех, кого они никогда не коснутся. Этот пунктик многих задевает, поскольку без хороших оценок не будет ни стипендии, ни будущего. А вот математика в школе – другое дело. Она подразделяется на алгебру и геометрию, поскольку в один предмет засунуть все теории и примеры нашим древним предкам видимо не удалось. Алгебра продолжает лучшие традиции математики, и в ней мы не увидим теории, а лишь голые примеры, где мы должны найти ответ или сократить огромную запись донельзя. Геометрия – более продвинутая математика. Здесь мы начинаем с обычных треугольников и заканчиваем псевдо разрезанием неправильных многоугольников. Геометрия пестрит теориями, аксиомами и прочими словесными выражениями, она больше напоминает литературу, где надо просто заучить правило, но при этом еще знать, почему оно так происходит, выводя новые гипотезы из ранее изученных доказательств. На том и строится вся наша научная жизнь, мы собираем новые теоремы и строим с их помощью более сложные и навороченные версии.

Математика позволяет нашей прекрасной половине человечества стать экономистами, бухгалтерами и овладеть другими вычислительными профессиями, поскольку других должностей для девушек практически нет. Мужчины в свою очередь еще могут изучить некоторые азы физики и на стыке этих двух наук получить дочернюю, например кибернетику.

Математика – наука вывода данных, но все эти данные поддаются правилам, а это значит, что можно вывести закономерность для любого типа примеров. Это довольно просто, ведь подсознательно, мы во время учебы берем пример, подбираем необходимое решение из всего, что у нас содержится в голове, и получаем ответ. Этот же способ можно вывести в электронном виде. Вся наша компьютерная математика может построиться на языке, который подразумевает условия, ввод и вывод данных и способен производить математические действия с переменными. Серверный язык для этого вполне походит, во-первых, из-за безопасности. Весь код, который вы составите, будете иметь в виду только вы, и никто другой не может просмотреть ваши заросли. Во-вторых, в широкий спектр возможностей серверного языка входят математические функции, тригонометрия и элементы сравнения. В-третьих, возможность запоминания данных различными методами передачи, вроде занесения их в базу данных или в адресную строку.

Как строится подобный код. Для настоящего математика не составит труда вывести пример на бумаге без использования настоящих чисел, т.е будет много переменных в итоге, но подстановка различных чисел будет всегда выдавать правильный ответ. В школах и учебных заведениях требуют приведение всех выводов и подстановок, что показывает таким образом Ваш ход мысли при решении задачи. Это мы без проблем можем отразить в коде, но при этом возникает вопрос условий при решении задачи. Что это значит: имеется квадратное уравнение, решается как обычно. Находим дискриминант и вот наши первые три условия. Необходимо расписывать все условия, а система подберет по дискриминанту необходимое следствие, и подсчет продолжится до победного конца. Таким образом, стандартная математика позволяет создать умный калькулятор, который не просто дает ответ, но и подробно описывает решение задачи.

При всем желании многие люди неспособны просто понять математику и её сильные стороны. Как правило, эти личности хорошо разбираются в гуманитарных науках и математическое мышление им пригодится лишь при оплате проезда в метро. Другие будут жить вычислениями и исследовать все новые и новые загадки вселенной. Также математика предоставляет теорию вероятности, которая измеряется в процентах и зависит от случая. Эта наука далеко не точная, по сравнению со всеми остальными в этой области, но она ярко отображает все наши возможности в тот или иной отрезок времени. Зная теорию вероятности, многие умники создали лотереи, которые реально могут озолотить чьи-то руки, при этом тысячи других разорятся, а хозяин получает стабильный доход и веру отдельных граждан в халтурное счастливое будущее. Математика напрямую связана с графиками, что позволяет ставить точные данные на чертежах и прочих графических проектах. На компьютере с недавних времен смогли устанавливать трехмерные графические элементы, используя математические наборы символов в трех проекциях. Кино и мультфильмы также используют математику в своих целях, оснащая ленты трехмерными спецэффектами, которые добавляют зрелищ при просмотре. Цифровая наука имеет свои сильные стороны и в наностроительстве. При проектировании компьютерных элементов необходима точность, иначе собранное устройство просто не заработает. С каждым годом подобные строения все меньше и меньше, а их начинка неуклонно растет.

Упрощенная математика

Как известно – решебник, калькулятор и прочая вычислительная техника способствуют деградации логики и внутренних моторных навыков, которые помогают вычислять в умах людей и, в частности, детей. Однако огромные примеры у обычных людей редко будут становиться на пути в жизни и поэтому для них придумывают различные способы упростить те или иные выражения. Для того, чтобы создать такой модуль, который будет вычислять все, что взбредет в голову, необходимо внести тысячи условий, которые будут определять, что за пример перед ними, и в каждый пример добавить еще по несколько условий, которые будут определять как с этим примером поступить в том или ином случае.

Сравнение – этот фактор будет сопровождать всю программу. Сравнение значения с теми, которые мы можем решить так или по-другому. Например, если у нас на выходе получается число под корнем четной степени, мы определяем само значение числа. Если оно положительное или равно нулю – мы можем решить данный пример, а в противном случае выдаем сообщение, что решение не имеет ответа. Всё опирается на сравнения и последующие условия. Далее мы определяем форму вывода решения. Это может быть как мгновенное решение примера, что для нас будет очень просто сделать, либо вывести все решение целиком, опираясь на множественные условия, которые придется учитывать. На это потребуется немало времени, но в результате мы на каждый случай будем иметь расписанное решение, которое надо будет только списать. Ни один учитель в мире не примет у Вас ответ без решения, поэтому это стоит учитывать. В итоге мы получаем очень сложную программу, способную думать и принимать верные решения на все случаи жизни: она анализирует пример, приводит пошаговое решение с подробным описанием каждого действия и пишет ответ.

Заключение

Математика будет доступной, если мы будем заучивать определения и свойства того или иного объекта и применять их в примерах. Правил не много, подставлять поочередно каждое из правил рано или поздно даст нам нужное решение. Это относится ко всей программе 5-11 классов и первых двух курсов Высшей математики. Больше её в моей жизни не было.

mateshka.ru

Как решать задачи по математике?

Как научить ребенка решать задачи по математике?

Решая задачу о блинчиках мы увидим, что:

• сложными могут оказаться и простые с виду задачи.

• Учить ребенка думать можно и нужно на примере простых задач. Если же с первых классов школы задурить ему мозги, то думать он не научится никогда. Но обнаружится это в классе 6-7. Слишком поздно.

Статья будет длинная и нудная. Она

может быть интересна исключительно родителям, желающим научить собственного ребенка понимать математику. Научить думать.

Простоe и сложное

Чем проще принцип, тем сложнее его доказательство и длиннее объяснение
собственные наблюдения

К примеру, большая теорема Ферма.

Хⁿ + Yⁿ = Zⁿ

Теорема простая, понять ее способен даже ученик начальной школы. А вот доказать её удалось лишь спустя три столетия, в 1994 г. Говорят и сейчас не более двухсот математиков в мире понимают это доказательство. Я в их число не вхожу

Как(не)научить понимать: “Принцип короткого замыкания”

Главный принцип (не)успешного обучения, который я обнаружил – “принцип короткого замыкания”:

Понимание не возникает из простоты, оно возникает из сложности. Простота и понимание возникают в процессе и являются результатом обучения . И категорически запрещено укорачивать этот путь!

Именно на этом пункте и спотыкается традиционная школа.

«Игровой подход», как ласково они это называют, цветные картинки, два притопа – три прихлопа … Это НЕ обучение, а его имитация. (Я уже писал о «самолетопоклонниках» Ричарда Фейнмана в книге «Школа понимания».)

«Ах, как все просто и понятно!»

«Ах, как понятно объясняет учительница! Дети все схватывают с первого раза!» Только вот беда: со второго раза, когда встречается чуть видоизмененная задача, путаются и заявляют, что «Они этого не проходили!». Что является абсолютной правдой. И «заслуженному учителю» вновь приходится «в игровой форме» исполнять танец с бубном около «интерактивной доски».

Но и танцевать большинство школьных учителей мастера не великие. Им бы лучше в хор: орать на детей они умеют громко, эмоционально, с душой …

Да, ирония злая. Но большинством школьных функционеров, маскирующихся под Учителей, вполне заслуженная.

На выходе «игрового подхода» к 9-11 классам мы имеем ужасающую статистику непонимания математики, равно, как и других предметов.

Если уже известный ответ задачи, готовое “решение” препарировать, разложить на составляющие, «понятно объяснить», то, естественно, ребенок запомнит «решения» десятка задач. И, также естественно, не научится их решать.

Объяснить готовый ответ и решить задачу – две гигантские разницы!

«Главное — возбудить аппетит и чувства: иначе воспитаете осла, нагруженного книгами …»
Монтень

Кто должен учить?

Основам науки должен учить тот, кто сам эти основы понимает.

Научить думать сможет только тот, кто умеет думать сам.

В начальной же школе работают … ну, вы сами это знаете.

Почему-то считается, что основам математики может научить кто угодно, даже педагог, который сам не умеет решать простейших задач. Но почему-то потом, в старших классах дети массово отказываются понимать математику и что-либо вообще.

Итак,

Задача о блинчиках

«Мама жарит блинчики с творогом. Каждый блинчик она обжаривает с двух сторон: 2 минуты с одной и 1 минуту с другой. На сковороду одновременно умещаются 4 блинчика. Вопрос: за какое минимальное время мама обжарит 7 блинчиков?»

…Поместите эту задачу в раздел самых сложных задач профильного ЕГЭ и процентов 80 выпускников с ней не справятся и/или потеряют неоправданно много времени. Ожидание «подвоха» не позволит выпускникам, чьё математическое мышление за 11 лет так и не было развито, найти верное решение. Смутное чувство интуиции заставит их сомневаться, перебирать варианты в поисках «красивого» ответа…

Решение задачи

Задачи в начальной школе простые, даже примитивные. Ответ получается методом перебора плюс немного здравого смысла и чуть-чуть воображения…

…Сначала мама обжаривает 4 блинчика за 3 минуты ( 2+1=3).

Затем оставшиеся 3 блинчика (7 – 4 = 3), тоже за 3 минуты.

Итого 6 минут. Вроде все верно?

Но:

• Как доказать, что решение верное? Не может же ответ быть настолько простым! Прямо как теорема Ферма …

• И как решить эту же задачу, если мама – директор «блинной фабрики» и за день обжаривает N блинчиков?

Оставим в покое маму – фабриканта и вернемся к условию.

Анализ решения задачи

Сразу бросается в глаза неэффективность использования сковороды. Как-то некрасиво, не по-школьному получается. Незрелый ум школьника замечает: КПД сковороды слишком низкий, одно место при второй обжарке пустует. Сковорода греет воздух, а масло горит …. Можно ли как-нибудь использовать одно свободное место во втором цикле обжарки?

Разумный вопрос: его следует задать и поискать ответ.

Метод перебора

Перебор вариантов это метод. Но не столько метод решения, сколько метод оценки данных, используя который иногда можно нащупать решение.

Но нащупать – не значит доказать, что оно верное.

И сомневающийся школьник продолжает в поисках правильного ответа перебирать варианты … То есть действует методически неверно.

«Предположим, что …» – метод

Предположим, что для обжарки требовалось бы три «неделимых» минуты – блинчики обжаривались бы за один раз с одной стороны. Решение оказалось бы настолько тривиальным, что и решать тогда было бы нечего!

Но в условии сказано: блины переворачивают!

Поэтому количество вариантов возрастает и школьник судорожно ищет «что в какую формулу вставить, и что на что разделить» (по ироничному наблюдению за отличниками академика В.И.Арнольда, одного из крупнейших математиков ХХ века). Смутное чувство интуиции шепчет: здесь что-то не так, не все так просто. Человек бессистемно перебирает варианты, пока не доходит до «перестановок из N по M». Но и комбинаторика в младшешкольной задаче выигрыша во времени не дает …

Человеку кажется: он что-то упустил и судорожные эксперименты с перекладыванием блинов, попытки вспомнить «похожие» задачи и «волшебные» формулы продолжаются. Пока уставший от непродуктивной механической деятельности ум не ошибется и не «нащупает красивый ответ»: 5 минут.

Именно такое «решение» получила учительница начальных классов в школе, которую посещал мой сын. Он тогда поспорил с учительницей, но она настаивала: «Все-таки здесь получается скомбинировать! Сейчас не помню как именно, но точно – получается!». Задачу она дала на уроке «Умники и умницы», поэтому нашлась еще пара «Умников», поддержавших «красивое» решение.

Это вообще не шутка.

«Ум человеческий склонен верить непонятному»
Тацит

Математическая логика и интуиция

Неразвитое мышление активизирует «интуицию». Но ум человеческий не приспособлен адекватно воспринимать мир цифр. Это, кстати, научно подтвержденный факт.

Например: как вы думаете, сколькими способами можно разложить колоду всего лишь из 52 карт? Правильный ответ шокирует: неужели мы способны НАСТОЛЬКО ошибаться?!

Чтобы шок состоялся, прикиньте ответ, а потом посчитайте на калькуляторе факториал 52. Пожалуй, это больше, чем количество атомов в известной Вселенной …

… Без специальной подготовки ум человеческий воспринимает мир цифровой СЛИШКОМ уж несовершенно. Поэтому и возникает «смутное чувство интуиции».

Решение задачи о 6 блинчиках

Предположим, что теперь мама обжаривает только 6 блинчиков. Можно ли теперь уложиться в 5 минут?

Решение.

2 минуты жарим 4 блинчика.

Потом 2 блинчика переворачиваем и продолжаем обжаривать еще 1 минуту.

А два других временно откладываем в сторону.

На освободившееся место помещаем оставшиеся 2 сырых блина.

Через 1 минуту убираем со сковороды 2 полностью готовых блинчика.

На освободившемся месте в течение 1 минуты дожариваем временно отложенные блины.

Спустя эту минуту – четвертую – имеем 4 полностью обжаренных блинчика и 2 блинчика на сковороде, которые за 2 минуты обжарены с одной стороны.

Переворачиваем и дожариваем их еще 1 минуту.

Итого: 2 + 1 +1 + 1 = 5 минут.

Минуту удалось-таки сэкономить!

Хотя и тут разбазаривание ресурсов налицо: последнюю минуту на сковороде было только 2 блина … . Как говорится, абсолюты в реальном мире недостижимы, считай – не считай …

Арифметика или геометрия? Визуализация VS абстрагирования

Сложно было следить за текстовым изложением решения, не правда ли? А теперь представьте, каково это детям!..Не проще ли изобразить процесс решения графически? Попросту – нарисовать?!

… Детям исключительно полезно решать задачи подобным образом.

С помощью рисунков они приучаются думать (а не запоминать типовые «решения»). Оперирование образами формирует связное, логическое мышление, они узнают, что такое понимание.

Но вряд ли хотя бы 0,1% учителей математики представляет, как работает ум и что в нем происходит во время решения математической задачи! В МПГУ этому не учат.

Родителю – на заметку: всемирно известный академик В.И Арнольд славился доходчивым стилем преподавания и геометрическим подходом к традиционным разделам математики. А также жесткой критикой попыток американцев и, особенно, французов излагать математику на излишне высоком уровне абстракции. “Это великий-то математик?,- удивитесь вы,- “Представитель самой абстрактной из всех наук?!”

Вот именно.

Доказательство очевидного: «правильный ответ» задачи

Как узнать, верен ли полученный ответ? Проверка решения это составная часть решения, не менее важная, чем само решение.

Как доказать, что за 5 минут 7 блинчиков обжарить нельзя, а 6 – можно?..

Дроби появляются незаметно …

На сковороде умещается 4 блинчика.

Для обжарки одного блинчика требуется 3 минуты.

За 3 минуты сковорода при полной загрузке обжарит 4 блинчика.

Следовательно, за 1 минуту сковорода обжарит 4 : 3 = 4/3 блина. Это ее максимальная производительность, максимальное количество блинчиков, которые можно обжарить за 1 минуту.

Как максимальная скорость автомобиля: не обязательно «выживмать» все, можно двигаться и медленнее. Но быстрее – невозможно.

За 5 минут, следовательно, сковорода обжарит 5 * 4/3 = 20/3, что несколько меньше 7. Несколько, потому, что это способен понять и третьеклассник, выучивший таблицу умножения.

Хотя для такой оценки и требуется понимание дробей, но не очень глубокое.

Дроби, кстати – раздел арифметики, в котором массово «плавает» большинство школьников на ЕГЭ (???). Поэтому, насколько это задача для 3 класса … зависит от способа ее подачи и квалификации «подающего» блинчики к столу решающих задачу

Итак:

при полной загрузке сковороды для обжарки 7 блинчиков требуется больше 5 минут. Не надо больше мучиться и «комбинировать».

А вот для 6 блинчиков можно варианты и поискать.

Задача о блинной фабрике

А что насчет мамы – блинного капиталиста? Если ребенок уяснил метод решения, то теперь ему не составит труда масштабировать решение на любые количества. Но скажите: разве это было очевидно до того, как мы прошли весь этот довольно сложный путь?!

Единственный способ научить ребенка решать задачи это научиться решать их самому. Не так уж и сложно взрослому и заинтересованному человеку научиться решать задачи младшей школы, не так ли? Было бы желание. А если желание отсутствует у наиболее заинтересованных в ребенке людей … тогда дело швах. Сегодня рассчитывать на школу, также, как на репетиторов – абсолютно дохлое дело.

Вернитесь к началу статьи и представьте, что все это происходило в классе. Получилось? А потом представьте, то же самое в присутствии репетитора и ответьте себе на два вопроса:

Где найти такого репетитора?

Во сколько обойдутся его услуги, даже если вы его найдете?

«Соображайте, мужчина!», – как четверть века назад строго заметила мне смотрительница около турникета метро на «Комсомольской», когда я по ошибке сунулся не в те ворота.

butorov.ru

Примеры систем линейных уравнений: метод решения

Системы уравнений получили широкое применение в экономической отрасли при математическом моделировании различных процессов. Например, при решении задач управления и планирования производства, логистических маршрутов (транспортная задача) или размещения оборудования.

Системы уравнения используются не только в области математики, но и физики, химии и биологии, при решении задач по нахождению численности популяции.

Системой линейных уравнений называют два и более уравнения с несколькими переменными, для которых необходимо найти общее решение. Такую последовательность чисел, при которых все уравнения станут верными равенствами или доказать, что последовательности не существует.

Линейное уравнение

Уравнения вида ax+by=c называют линейными. Обозначения x, y – это неизвестные, значение которых надо найти, b, a – коэффициенты при переменных, c – свободный член уравнения.
Решение уравнение путем построение его графика будет иметь вид прямой, все точки которой являются решением многочлена.

Виды систем линейных уравнений

Наиболее простыми считаются примеры систем линейных уравнений с двумя переменными X и Y.

F1(x, y) = 0 и F2(x, y) = 0, где F1,2 – функции, а (x, y) – переменные функций.

Решить систему уравнений – это значит найти такие значения (x, y), при которых система превращается в верное равенство или установить, что подходящих значений x и y не существует.

Пара значений (x, y), записанная в виде координат точки, называется решением системы линейных уравнений.

Если системы имеют одно общее решение или решения не существует их называют равносильными.

Однородными системами линейных уравнений являются системы правая часть которых равна нулю. Если правая после знака “равенство” часть имеет значение или выражена функцией, такая система неоднородна.

Количество переменных может быть гораздо больше двух, тогда следует говорить о примере системы линейных уравнений с тремя переменными или более.

Сталкиваясь с системами школьники предполагают, что количество уравнений обязательно должно совпадать с количеством неизвестных, но это не так. Количество уравнений в системе не зависит от переменных, их может быть сколь угодно много.

Простые и сложные методы решения систем уравнений

Не существует общего аналитического способа решения подобных систем, все методы основаны на численных решениях. В школьном курсе математики подробно описаны такие методы как перестановка, алгебраическое сложение, подстановка, а так же графический и матричный способ, решение методом Гаусса.

Основная задача при обучении способам решения – это научить правильно анализировать систему и находить оптимальный алгоритм решения для каждого примера. Главное не вызубрить систему правил и действий для каждого способа, а понять принципы применения того или иного метода

Решение примеров систем линейных уравнений 7 класса программы общеобразовательной школы довольно простое и объяснено очень подробно. В любом учебнике математике этому разделу отводится достаточно внимания. Решение примеров систем линейных уравнений методом Гаусса и Крамера более подробно изучают на первых курсах высших учебных заведений.

Решение систем методом подстановки

Действия метода подстановки направлены на выражение значения одной переменной через вторую. Выражение подставляется в оставшееся уравнение, затем его приводят к виду с одной переменной. Действие повторяется в зависимости от количества неизвестных в системе

Приведем решение примера системы линейных уравнений 7 класса методом подстановки:

Как видно из примера, переменная x была выражена через F(X) = 7 + Y. Полученное выражение, подставленное во 2-е уравнение системы на место X, помогло получить одну переменную Y во 2-е уравнении. Решение данного примера не вызывает трудностей и позволяет получить значение Y. Последний шаг это проверка полученных значений.

Решить пример системы линейных уравнений подстановкой не всегда возможно. Уравнения могут быть сложными и выражение переменной через вторую неизвестную окажется слишком громоздким для дальнейших вычислений. Когда неизвестных в системе больше 3-х решение подстановкой также нецелесообразно.

Решение примера системы линейных неоднородных уравнений:

Решение с помощью алгебраического сложения

При поиске решении систем методом сложения производят почленное сложение и умножение уравнений на различные числа. Конечной целью математических действий является уравнение с одной переменной.

Для применений данного метода необходима практика и наблюдательность. Решить систему линейных уравнений методом сложения при количестве переменных 3 и более непросто. Алгебраическое сложение удобно применять когда в уравнениях присутствуют дроби и десятичные числа.

Алгоритм действий решения:

Умножить обе части уравнения на некое число. В результате арифметического действия один из коэффициентов при переменной должен стать равным 1.
Почленно сложить полученное выражение и найти одно из неизвестных.
Подставить полученное значение во 2-е уравнение системы для поиска оставшейся переменной.

Способ решения введением новой переменной

Новую переменную можно вводить, если в системе требуется найти решение не более чем для двух уравнений, количество неизвестных тоже должно быть не больше двух.

Способ используется, чтобы упростить одно из уравнений, вводом новой переменной. Новое уравнение решается относительно введенной неизвестной, а полученное значение используется для определения первоначальной переменной.

Из примера видно, что введя новую переменную t удалось свести 1-е уравнение системы к стандартному квадратному трехчлену. Решить многочлен можно отыскав дискриминант.

Необходимо найти значение дискриминанта по известной формуле: D = b2 – 4*a*c, где D – искомый дискриминант, b, a, c – множители многочлена. В заданном примере a=1, b=16, c=39, следовательно, D=100. Если дискриминант больше нуля, то решений два: t = -b±√D / 2*a, если дискриминант меньше нуля, то решение одно: x= -b / 2*a.

Решение для полученных в итоге системы находят методом сложения.

Наглядный метод решения систем

Подходит для систем с 3-мя уравнениями. Метод заключается в построении на координатной оси графиков каждого уравнения, входящего в систему. Координаты точек пересечения кривых и будут общим решением системы.

Графический способ имеет ряд нюансов. Рассмотрим несколько примеров решения систем линейных уравнений наглядным способом.

Как видно из примера, для каждой прямой было построено две точки, значения переменной x были выбраны произвольно: 0 и 3. Исходя из значений x, найдены значения для y: 3 и 0. Точки с координатами (0, 3) и (3, 0) были отмечены на графике и соединены линией.

Действия необходимо повторить для второго уравнения. Точка пересечения прямых является решением системы.

В следующем примере требуется найти графическое решение системы линейных уравнений: 0,5x-y+2=0 и 0,5x-y-1=0.

Как видно из примера, система не имеет решения, потому что графики параллельны и не пересекаются на всем своем протяжении.

Системы из примеров 2 и 3 похожи, но при построении становится очевидно, что их решения разные. Следует помнить, что не всегда можно сказать имеет ли система решение или нет, всегда необходимо построить график.

Матрица и ее разновидности

Матрицы используются для краткой записи системы линейных уравнений. Матрицей называют таблицу специального вида, заполненную числами. Матрица вида n*m имеет n – строк и m – столбцов.

Матрица является квадратной, когда количество столбцов и строк равно между собой. Матрицей – вектором называется матрица из одного столбца с бесконечно возможным количеством строк. Матрица с единицами по одной из диагоналей и прочими нулевыми элементами называется единичной.

Обратная матрица – это такая матрица при умножении на которую исходная превращается в единичную, такая матрица существует только для исходной квадратной.

Правила преобразования системы уравнений в матрицу

Применительно к системам уравнений в качестве чисел матрицы записывают коэффициенты и свободные члены уравнений, одно уравнение – одна строка матрицы.

Строка матрицы называется ненулевой, если хотя бы один элемент строки не равен нулю. Поэтому если в каком-либо из уравнений количество переменных разнится, то необходимо на месте отсутствующей неизвестной вписать нуль.

Столбцы матрицы должны строго соответствовать переменным. Это означает что коэффициенты переменной x могут быть записаны только в один столбец, например первый, коэффициент неизвестной y – только во второй.

При умножении матрицы все элементы матрицы последовательно умножаются на число.

Варианты нахождения обратной матрицы

Формула нахождения обратной матрицы довольно проста: K^-1= 1 / |K|, где K^-1 – обратная матрица, а |K| – определитель матрицы. |K| не должен быть равен нулю, тогда система имеет решение.

Определитель легко вычисляется для матрицы “два на два”, необходимо лишь помножить друг на друга элементы по диагонали. Для варианта “три на три” существует формула |K|=a₁b₂c₃+ a₁b₃c₂ + a₃b₁c_{2 +}a₂b₃c₁ + a₂b₁c₃+ a₃b₂c₁. Можно воспользоваться формулой, а можно запомнить что необходимо взять по одному элементу из каждой строки и каждого столбца так, чтобы в произведении не повторялись номера столбцов и строк элементов.

Решение примеров систем линейных уравнений матричным методом

Матричный способ поиска решения позволяет сократить громоздкие записи при решении систем с большим количеством переменных и уравнений.

В примере a_nm – коэффициенты уравнений, матрица – вектор x_n – переменные, а b_n – свободные члены.

Далее необходимо найти обратную матрицу и умножить на нее исходную. Найти значения переменных в полученной единичной матрицы легко выполнимая задача.

Решение систем методом Гаусса

В высшей математике способ Гаусса изучают совместно с методом Крамера, а процесс поиска решения систем так и называется метод решения Гаусса – Крамера. Данные способы используют при нахождении переменных систем с большим количеством линейных уравнений.

Метод Гаусса очень похож на решения с помощью подстановок и алгебраического сложения, но более систематичен. В школьном курсе решение способом Гаусса применяется для систем из 3 и 4 уравнений. Цель метода состоит в приведении системы к виду перевернутой трапеции. Путем алгебраических преобразований и подстановок находится значение одной переменной в одном из уравнении системы. Второе уравнение представляет собой выражение с 2-мя неизвестными, ну а 3 и 4 – соответственно с 3-мя и 4-мя переменными.

После приведения системы к описанному виду, дальнейшее решение сводится к последовательной подстановке известных переменных в уравнения системы.

В школьных учебниках для 7 класса пример решения методом Гаусса описан следующим образом:

Как видно из примера, на шаге (3) было получено два уравнения 3x₃-2x₄=11 и 3x₃+2x₄=7. Решение любого из уравнений позволит узнать одну из переменных x_n.

Теорема 5, о которой упоминается в тексте, гласит что если одно из уравнений системы заменить равносильным, то полученная система будет также равносильна исходной.

Метод Гаусса труден для восприятия учеников средней школы, но является одним из наиболее интересных способов для развития смекалки детей, обучающихся по программе углубленного изучения в математических и физических классах.

Для простоты записи вычислений принято делать следующим образом:

Коэффициенты уравнений и свободные члены записываются в виде матрицы, где каждая строка матрицы соотносится с одним из уравнений системы. Вертикальная черта отделяет левую часть уравнения от правой. Римскими цифрами обозначаются номера уравнений в системе.

Сначала записывают матрицу, с которой предстоит работать, затем все действия проводимые с одной из строк. Полученную матрицу записывают после знака “стрелка” и продолжают выполнять необходимые алгебраические действия до достижения результата.

В итоге должна получиться матрица в которой по одной из диагоналей стоят 1, а все другие коэффициенты равны нулю, то есть матрицу приводят к единичному виду. Нельзя забывать производить вычисления с цифрами обеих частей уравнения.

Данный способ записи менее громоздкий и позволяет не отвлекаться на перечисление многочисленных неизвестных.

Свободное применение любого способа решения потребует внимательности и определенного опыта. Не все методы имеют прикладной характер. Какие-то способы поиска решений более предпочтительны в той иной области деятельности людей, а другие существуют в целях обучения.

fb.ru

что такое задача в математике?

Зада́ча — проблемная ситуация с явно заданной целью, которую необходимо достичь; в более узком смысле задачей также называют саму эту цель, данную в рамках проблемной ситуации, то есть то, что требуется сделать. В первом значении задачей можно назвать, например, ситуацию, когда нужно достать предмет, находящийся очень высоко; второе значение слышно в указании: «Ваша задача — достать этот предмет». Несколько более жёсткое понимание «задачи» предполагает явными и определёнными не только цель, но и условия задачи, которая в этом случае определяется как осознанная проблемная ситуация с выделенными условиями (данным) и требованием (целью). [1] Ещё более узкое определение называет задачей ситуацию с известным начальным состоянием системы и конечным состоянием системы, причём алгоритм достижения конечного состояния от начального известен (в отличие от проблемы, в случае которой алгоритм достижения конечного состояния системы не известен). В более широком смысле под задачей также понимается то, что нужно выполнить — всякое задание, поручение, дело, — даже при отсутствии каких бы то ни было затруднений или препятствий в выполнении. В учебной и т. п. практике «задача», напротив, принимает более узкий смысл и обозначает упражнение, требующее нахождения решения по известным данным с помощью определённых действий (умозаключения, вычисления, перемещения элементов и т. п.) при соблюдении определённых правил совершения этих действий (логическая задача, математическая задача, шахматная задача). В отличие от функции, которая может осуществляться постоянно, задача может быть решена. Решение задачи обычно требует определённых знаний и размышления. Отсюда — понятие «озадачить»: это значит либо «заставить задуматься», либо «поручить выполнение задачи» (впрочем, последнее значение упоминается в словарях как шутливое, разговорное).

можно написать задачу

Задача — проблемная ситуация с явно заданной целью, которую необходимо достичь; в более узком смысле задачей также называют саму эту цель, данную в рамках проблемной ситуации, то есть то, что требуется сделать

Это ты должна найти то что неизвестно!

задача это задание

Это проблема в жизни!!!!

touch.otvet.mail.ru

Как решать задачи правильно и с чего начать решение задачи

В этой статье Вы узнаете как решать задачи по математике, если не знаете с чего начать.

Часто при решении задач школьники “входят в ступор” – в голове туман, мысли куда-то разбежались, и кажется, что собрать их уже не возможно.

Я хочу на примере решения задачи из Открытого банка заданий показать, какие простые действия нужно сделать, чтобы собраться с мыслями и как решать задачи правильно.

Как решать задачи. Задание B13 (№ 26582)

Велосипедист выехал с постоянной скоростью из города А в город В, расстояние между которыми равно 98 км. На следующий день он отправился обратно со скоростью на 7 км/ч больше прежней. По дороге он сделал остановку на 7 часов. В результате он затратил на обратный путь столько же времени, сколько на путь из А в В. Найдите скорость велосипедиста на пути из А в В. Ответ дайте в км/ч.

1. Внимательно читаем задачу. Возможно, несколько раз.

2. Определяем, о каком процессе идет речь в задаче, и какие формулы описывают этот процесс. Выписываем эти формулы. В данном случае это задача на движение, и формула, которая описывает этот процесс S=vt.

3. Выписываем размерность каждой переменной, которая входит в состав уравнения:

S – расстояние – км
v – скорость – км/ч
t – время – ч

Знание размерности поможет нам при проверке получившихся формул.

4. Выписываем все числа, которые встречаются в условии задачи, пишем, что они обозначают и их размерность:

98 км – расстояние между городами,

7 км/ч – на столько скорость велосипедиста на обратном пути больше, чем скорость на пути из города А в город В,

7 часов – время остановки велосипедиста (это время он не ехал)

5. Ещё раз читаем вопрос задачи.

6. Решаем, какую величину мы примем за неизвестное. Удобно принимать за неизвестное ту величину, которую надо узнать в задаче. В данном случае это скорость велосипедиста на пути из А в В.

Итак: пусть скорость велосипедиста на пути из А в В равна х. Тогда, поскольку скорость велосипедиста на обратном пути на 7 км/ч больше, чем скорость на пути из города А в город В, то она равна x+7.

7. Составляем уравнение. Для этого выразим третью величину уравнения движения (время) через первые две. Тогда:

время, которое затратил велосипедист на дорогу из А в В равно 98/x,

а на дорогу из В в А – 98/(x+7)+7 – вспомним, что на пути обратно велосипедист сделал остановку на 7 часов, то есть его время в пути складывается из времени движение и времени стоянки.

Уравнение составляем для времени. Ещё раз читаем в условии задачи, что в нем говорится о времени: В результате он затратил на обратный путь столько же времени, сколько на путь из А в В. То есть время “туда ” равно времени “обратно”. Приравниваем время “туда” и время “обратно” Получим уравнение:

98/x=98/(x+7)+7.

Ещё раза проверяем размерность величин, которые входят в уравнение – нужно следить за тем, чтобы, например, не прибавлять к километрам часы.

8. Решаем уравнение. Теперь нужно сосредоточиться на решении уравнения. Для этого определим, какого типа это уравнение. Поскольку неизвестное находится в знаменателе дробей, это рациональное уравнение. Чтобы его решить, нужно перенести все слагаемые влево и привести дроби к общему знаменателю. Заметим, что числа 98 и 7 кратны 7.

Чтобы упростить решение, разделим обе части уравнения на 7. Получим уравнение: 14/x=14/(x+7)+1

После этого переносим все слагаемые влево, приводим к общему знаменателю, и приравниваем числитель к нулю.

Получаем в числителе: 14(x+7)-14x-x(x+7)=0 Раскроем скобки, приведем подобные слагаемые и решим квадратное уравнение.

Его корни: -14 и 7.

Число -14 не подходит по условию задачи: скорость должна быть положительной.

Ещё раз читаем вопрос задачи и соотносим его с величиной, которую мы нашли: за неизвестное мы приняли скорость велосипедиста на пути из А в В, и эту же величину требуется найти.

Ответ: 7 км/ч.

Как решать задачи. Итог

Заметим, что весь путь решения задачи мы разбили на маленькие кусочки, и на каждом участке сосредотачивались именно на обдумывании конкретного действия. И только после того, как это действие выполнялось, делали следующий шаг.

Когда не ясно что делать, нужно решить, какой маленький шаг можно сделать прямо сейчас, сделать его, а потом уже думать о следующем.

ege-ok.ru