A30 - Ecuații și transformări echivalente

Ideea lecției

Rezolvarea unei ecuații înseamnă găsirea tuturor valorilor care transformă enunțul într-o egalitate adevărată. Transformările echivalente păstrează exact aceeași mulțime de soluții; transformările neechivalente pot introduce soluții străine și cer verificare.

În această lecție lucrăm intenționat în pași mici: mai întâi sensul noțiunii, apoi regula, apoi metoda de aplicare. Scopul este să poți explica de ce funcționează o transformare, nu doar să reproduci o formulă.

Noțiuni-cheie

  • Două ecuații sînt echivalente dacă au aceeași mulțime de soluții.
  • Adunarea aceleiași expresii la ambele membre păstrează echivalența.
  • Înmulțirea ambelor membre cu o expresie nenulă păstrează echivalența, dar dacă expresia poate fi zero trebuie tratate cazurile.
  • Domeniul valorilor admisibile se stabilește înainte de transformări care implică numitori, radicali sau logaritmi.

Reguli și legături importante

  • Simplificarea algebrică trebuie însoțită de restricțiile de domeniu.
  • Ridicarea la pătrat poate introduce soluții străine.
  • O soluție finală trebuie verificată în ecuația inițială dacă s-au folosit transformări doar implicative.

Înțelegere pas cu pas

  1. Pasul 1. Stabilește domeniul valorilor admisibile.
  2. Pasul 2. Simplifică fiecare membru.
  3. Pasul 3. Aplică transformări echivalente ori notează când faci o transformare care poate adăuga soluții.
  4. Pasul 4. Rezolvă ecuația obținută și verifică soluțiile în ecuația inițială.

Exemplu rezolvat lent

Problemă. Rezolvă \(\displaystyle\frac{x+1}{x-2}=2\).

Pasul 1. Domeniul impune \(x\ne2\).

Pasul 2. Înmulțim cu \(x-2\), nenul pe domeniu: \(x+1=2x-4\).

Pasul 3. Rezultă \(x=5\), care respectă \(x\ne2\).

Concluzie. \(S=\{5\}\).

Greșeală frecventă

Nu elimina un numitor fără să notezi valorile care îl anulează.

Verificare rapidă

  • Ce au în comun ecuațiile echivalente?
    Vezi răspunsul

    Aceeași mulțime de soluții.

  • Poate ridicarea la pătrat introduce soluții străine?
    Vezi răspunsul

    Da.

  • Cînd stabilim domeniul?
    Vezi răspunsul

    Înainte de transformările care pot ascunde restricții.

Exerciții

1
Rezolvă \(2x+3=11\).
2
Rezolvă \(\displaystyle\frac{x}{x-1}=0\).
3
Este \(x=2\) admis în \(\displaystyle\frac1{x-2}=5\)?
4
Ce au în comun ecuațiile echivalente?
5
Poate ridicarea la pătrat introduce soluții străine?
6
Cînd stabilim domeniul?
7
Rezolvă fără a consulta exemplul-model: Rezolvă \(\displaystyle\frac{x+1}{x-2}=2\).
8
Scrie, în ordinea corectă, pașii metodei de lucru pentru tipul de problemă studiat în această lecție.
9
Un elev ignoră următoarea atenționare: „Nu elimina un numitor fără să notezi valorile care îl anulează.” Este metoda elevului sigură în toate cazurile?
10
Formulează regula/definiția centrală a lecției într-o propoziție matematică precisă.