Mavzu: Bir o`zgaruvchili tenglamalar bilan yechiladigan murakkab masalalarni yechishga o`rgatish

Mavzu: Bir o`zgaruvchili tenglamalar bilan yechiladigan murakkab masalalarni yechishga o`rgatish.
Reja:

1. 
   Kirish.
   
2. 
   Asosiy qism.
   
   1. 
      Bir o’zgaruvchili tenglamalar.
      
   2. 
      Tenglamalar tuzib masalalar yechishni o’rgatish metodikasi.
      
3. 
   Amaliy qism.
   
4. 
   Xulosa.
   
5. 
   Foydalanilgan adabiyotlar.
   

Kirish.
Tenglama — ikki yoki undan oshiq ifodalarning oʻzaro bogʻlanganini koʻrsatuvchi matematik tenglik. Tenglamalardan matematikaning barcha nazariy va amaliy sohalarida hamda fizika, biologiya va boshqa ijtimoiy fanlarda qoʻllaniladi

Tenglamada bir yoki undan koʻp nomaʼlum qiymat boʻladi va ular oʻzgaruvchilar yoki nomaʼlumlar deb ataladi. Nomaʼlumlar odatda harflar yoki boshqa belgilar bilan ifodalanadi.

Tenglamalar ulardagi oʻzgaruvchilar soniga qarab nomlanadi. Masalan, bir oʻzgaruvchili tenglama, ikki oʻzgaruvchili tenglama va hokazo.
Tenglamada ifodalar odatda tenglik belgisining (=) ikki tomoniga yoziladi. Masalan, x + 3 = 5 tenglamasi x+3 ifodasi 5 ga teng ekanligini taʼkidlaydi. Tenglik belgisini (=) Shotlandiyalik matematik Robert Recorde (1510-1558) oʻylab topgan. ikki bir xil uzunlikdagi parallel toʻgʻri chiziqlardan tengroq narsa boʻlmaydi deb hisoblagan.
Bir o`zgaruvchili tenglamalar.
Masala qaraymiz: «Qafasda tustovuq va quyonlar bor. Ularning boshlari 19 ta, oyoqlari 62 ta. Qafasda nechta tustovuq va nechta quyon bor?» Bu masalani arifmetik yechish mumkin. Ammo eng sodda yechish usuli tenglama tuzib yechishdir. Tustovuqlar sonini x harfi bilan belgilay-miz. U holda tustovuqlar oyoqlari 2x ta. Quyonlar soni 19 - x ta, ularda oyoqlar soni 4(19 - x) ta. Masala sharti bo'yicha 2x + 4(19 - x) = 62, ya'ni 76 - 2x = 62. Tenglama bajarilishi kcrak. Bu tenglamani yechamiz: 2x = 76 - 62 = 14, shuning uchun x = 7. Demak, qafasda 7 ta tustovuq va 12 ta quyon bo'lgan.

Agar masala shartida quyon va tustovuqlarning oyoqlari soni 61 ta bo'lganda edi 2x + 4(19 - x) = 61 tenglamani hosil qilgan bo'lar edik, bundan x = 7. Bu masala shartiga zid, chunki x - natural son. Biz masalani yechib, unda oyoqlar soni 80 ta ekanligini topish bilan ham ziddiyatga kelar edik. 2x + 4(19 - x) = 80 tenglamaning ildizi x = - 2, lekin tustovuqlar soni manfiy bo'la olmaydi. Umuman, x soni 18 dan katta bo'lmagan natural sonlardan iborat bo'lishi kerak (qafasda hech bo'lmaganda bitta quyon bor deb hisoblansa), ya'ni x soni x = {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18} to'plamga tegishli bo'lishi kerak.

Tenglamalarni yechishda ba'zi shakl almashtirishlarni kiritamiz. Masalan, 76 - 2x = 62 tenglamani yechishda tenglamaning ikkala qismiga 2x ni qo'shib, ikkala qismidan 62 ni ayirdik. Natijada 2x = 14 tenglama hosil bo'ldi. Uni yechish uchun teng­lamaning ikkala qismini 2 ga bo'ldik. Bu o'zgarishlarning har biridan keyin yangi tenglama hosil bo'ldi, ammo hosil bo'lgan tenglamalar 76 — 2x = 62 tenglama ham, 2x = 14 tenglama ham, x = 7 tenglama ham (bu ham tenglama) bitta yechimga, aynan 7 soniga teng bo`ladi.
Endi nimaga asoslanib tenglamalarni bunday o'zgartirganimizni va nima uchun bunday o'zgarishlar kiritganimizda yechilayotgan tenglamaning ildizlari o'zgarmatyotganligini aniqlaymiz. Ba'zan bunday tushuntiriladi: tenglamaning yechimlaridan biri x bo'lsin. U holda x ning bu qiymatida tenglama to'g'ri sonli tcnglikka aylanadi. Agar sonli tenglikning ikkala qismiga bir xil son qo'shilsa yoki ikkala qismdan bir xil son ayirilsa, sonli tenglik o'zgarmasligi uchun yuqoridagi o'zgarishlarni kiritib, oxirida x soni nimaga tengligi topiladi. Bunday yondoshishda x ni son deb qabul qilinadi. Biroq yechimga ega bo'lmagan tenglamalar mavjud, masalan, 2x = 2x + 6. Bund an yuqoridagi o'zgarishlarni bajarib 0 = 6 yolg'on tenglikka kelamiz. Bu esa tenglamaning yechimi ni «x son tenglamaning yechimi bo'lsin» degan ibora bilan boshlash mumkin emasligini bildiradi.

Undan tashqari, tenglamani bunday usulda yechish ortiqcha ildizlarga olib keldi, bu iidizlar o'zgartirishlar kiritilganda hosil boigan tenglamalami qanoatlantiradi, ammo dastlab berilgan tenglamani qanoatlantirmaydi. Shunday qilib, tenglamalami ko'rsatilgan usulda yechishda har bir topilgan ildizni tenglamaga qo'yib tekshirish kerak, buni har doim ham bajarib bo'lmaydi.

Shuning uchun tenglama va uning ildizlariga aniqroq ta'rif beramiz: x o'zgaruvchili f1 (x) va f2(x) ikki ifoda berilgan bo'lsin, bunda x o'zgaruvchi birorta to'plamning qiymatlarini birin-ketin qabul qiladi. Bir o'rinli f1 (x) va f2(x) x X predikatni tenglama deymiz. Tenglamani yechish x o’zgaruvchining qiymatlarini topish, ya'ni berilgan predikatning rostlik to'plamini topish demakdir, bu qiymatlarni tenglamaga qo'yganda tenglik hosil bo'ladi.

Kelgusida f1(x) = f2(x), x X predikatning rostlik to'plamini tenglamalar yechimining to'plami, bu to'plamga kiruvchi sonlarni tenglamalarning iidizlari deymiz.

Masalan, (x - 1 - (x - 3) =0 tenglama ikkita ildizga ega: 1 va 3, demak, bu tenglamaning yechimlari to'plami T= {1; 3} ko'rinishga ega. Cheksiz ko'p yechimga ega bo'lgan tenglamalar ham mavjud. Masalan, x = \X\V. tenglamani har qanday nomanfiy son qanoatlantiradi. Bunda yechimlar to'plami barcha nomanfiy sonlardan iborat.

Shunday bo'lishi ham mumkinki, f1(x) = f2(x) ifoda x to'plamdan olingan birorta a da qiymatga ega emas. U hold a f1(x) = f2(x) tenglik yolg'on hisoblanadi va shuning uchun a son f1(x) = f2(x) tenglamaning ildizi bo'la olmaydi.

1-ta' rif. f1(x) = f2(x) va F1(x) = F2(x) ikki tenglamaning yechimlari to 'plami teng bo 'lsa, teng kuchli deyiladi, ular, уa'ni birinchi tenglamaning har bir yechimi ikkinchi tenglamaning yechimi bo’lsa va aksincha, ikkinchi tenglamaning har qanday yechimi birinchi tenglamani qanoatlantirsa, bu tenglamalar teng kuchlidir.

Bunda biz ikkala tenglama bitta X aniqlanish sohasiga ega deymiz. Boshqacha aytganda, agar f1(x) = f2(x) va F1(x) = F2(x) predikatlar ekvivalent bo’lsa, tenglamalar teng kuchli bo 'ladi.

2-ta'rif. Agar f1(x) = f2(x) tenglamaning yechimlar to'plami F1(x) = F2(x) tenglamaning yechimlar to'plamining qism to'plami bo'lsa, F1(x) = F2(x) tenglama f1(x) = f2(x) tenglamaning natijasi deyiladi.

Boshqacha aytganda, agar f1(x) = f2(x) tenglamaning har bir ildizi F1(x) = F2(x) tenglamani qanoatlantirsa, F1(x) = F2(x) teng­lama f1(x) = f2(x) tenglamaning natijasidir.

Masalan, (x + l)2 = 16 tenglama x + 1 = 4 tenglamaning na­tijasidir. Haqiqatan, x + 1 - 4 tenglama bitta x = 3 ildizga ega. Bu iidizni (x + l)2 = 16 tenglamaga qo'yib, (x +1)2 = 16 rost tenglikni hosil qilamiz. Bu tenglik 3 soni (x + 1)2 = 16 tenglamani ham qanoatlantirishini ko'rsatadi.

Agar ikki tenglamaning har biri ikkinchisining natijasi bo'lsa, bu ikki tenglama teng kuchli deyiladi.

Ba'zan tenglama ikki yoki undan ortiq tenglamalar dizyunksiyasiga teng kuchli bo'ladi. Masalan, (x - 1)(x - 3) = 0 tengla­mani va ikki tenglama dizyunksiyasi (2x – 1= 0)  (7x - 21) = 0 ni olaylik. (x - 1)(x - 3) = 0 tenglamaning yechimlar to'plami {1; 3}. Agar ikki son ko'paytmasida ko'paytiruvchilardan aqalli bittasi nolga teng bo'lsa, ko'paytma nolga teng bo'ladi, u holda (2x - 2 = 0) U (7x - 21) = 0 tenglamaning dizyunksiyasi x ning barcha qiymatlarida rost mulohaza bo'ladi. x ning bu qiymatlari uchun 2x - 2 = 0 yoki 7x - 21 = 0 mulohazalardan aqalli bittasi rost bo'ladi. Agar x = 1 bo'lsa, 2x - 2 = 0 rost, x — 3 bo'lsa, 7x— 21 =0 ham rost. Demak, {1; 3} dizyunksiyasi rost to'plami bo'ladi. Bu esa (x - l)(x - 3) = 0 tenglamaning (2x -2 = 0)U (7x-21) = 0 dizyunksiyaga teng kuchliligini bildiradi.

x = a tenglamaning yechimini topish juda oson, uning yechimlari to'plami bitta a sondan iborat, T= {a}. Shuning uchun tenglamalarni yechishda ular sodda ko'rinishga ega bo'lgan teng kuchli tenglamalar bilan almashtiriladi, bu almashtirish x=a tengla­maga yoki shunday tenglamalar dizyunksiyasi x = a1 U

x = a2 U... ...Ux = an ga kelguncha davom ettiriladi. U holda berilgan tengla­maning yechimlari to'plami T = {a1; a2; ...; an} bo'ladi. Ba'zan berilgan tenglamadan unga teng kuchli tenglamaga emas, uning natijasiga o'tishga to'g'ri keladi. Bunda yechimlar to'plami kengayadi, shuning uchun oxirida topilgan hamma ildizlarni berilgan tenglamaga qo'yib, tekshiriladi.