Уравнения с модулями. Графический метод
Простыми уравнения с модулями называем уравнения вида
|x|=5; |x-3|=2; ||2x-1|-5|=3; |1-x|=4
в которых переменная входит однократно и линейно.
Решать модульные уравнения можно как с помощью метода раскрытия модулей так и графически. В данной статье большое внимание будет уделено именно графическому методу раскрытия модулей. Для этого постепенно будет раскрыта суть преобразований с модулями. Таким образом удается решить множество тестовых задач в которых требуется найти количество решений уравнения с модулем.
Для наглядности приведем график модуль функции y=|x| ( «галочки»)
Далее представим смещение графика модуль функции по оси Ox, например y=|x-7|. Такая запись означает что функция равна нулю когда дужка равна нулю
x-7=0; –> x=7.
Так что «галочка» переносится вправо на 7.
Если подмодульную функцию умножить на (-1) то график функции не изменится |7-x|=|x-7|.
Если в модуле имеем суммирование |x+5| то смещение графика модуль функции выполняем в сторону отрицательных переменных
Самое интересное в вычислениях происходит когда имеем уравнение вида модуль в модуле
||x|-6|, ||x|+3|
Тогда выполняем перенос графика внутреннего модуля по оси вниз или вверх и симметричное отображение значений, которые идут ниже оси Oх вверх.
Следующая функция это модуль поднят вверх на три.
Далее, если в задании спрашивают «Какое количество корней уравнения ||x|-6|=2?» то необходимо провести лишь линию y=2 и подсчитать количество точек пересечения с графиком модуль функции
Уравнение имеет 4 решения. Лучше решать графически уравнение с модулями на листке в клеточку, есть лучшая привязка к квадратикам. Задача в каждом из случаев сводится к смещению, отображения и параллельному переносу графика модуль функции |x|. Решим несколько примеров чтоб Вы понимали насколько эффективная методика графического раскрытия модулей.
Пример 1. Найти корни уравнения ||x-2|-5|=3.
Решение: Имеем задания типа модуль от модуля. Выполняем построение первого (внутреннего) модуля
Далее параллельно переносим линии вниз на 5, чтобы получить график функции y=|x-2|-5
Следующим шагом отражаем все что находится ниже оси абсцисс. Это и будет искомая модуль функция y=||x-2|-5|. Также выполняем построение прямой у=3
Нетрудно определить по рисунку что решениями уравнения с модулями будут значения
x=-6; x=0;x=4; x=10.
На этом пример выполнен. Далее будет меньше детализации, однако суть алгоритма графического построения Вам будет понятен.
Пример 2. Найти количество корней следующего уравнения с модулем |||x+1|-3|-5|=2.
Решение: Имеем уравнения с двумя вложенными модулями. График первого вложенного модуля получим смещением в отрицательную сторону оси абсцисс модуль функции на единицу. Далее параллельно переносим полученный график вниз на 3 и отразим относительно оси Ox все минусовые y. Полученный график снова опускаем вниз, на этот раз на 5 клеток и симметрично отражаем все что находится ниже оси Ox. Выполняем построение правой стороны уравнения – прямой y=2.
В результате у Вас должен получиться похожий конечный график модуль функции
Из построения видим, что имеем пять точек пересечения прямой с модуль-функцией, а следовательно и 5 корней уравнения. Вот и все решения примера с модулями. Классическое раскрытие модулей для этого примера занимает очень много времени и существует вероятность неправильного решения уравнения. Преимущество графического метода по времени решения видна невооружённым глазом.
Пример 3. При каком значении параметра a уравнение с модулем ||x-4|-2|=a-3 имеет три, четыре корня?
Решение: Выполняем построение модулей, которые находятся в левой части уравнения
Из построения видим, если правая сторона уравнения с модулями равна 2 то имеем три точки пересечения. Если от 0 до 2 не учитывая краев – 4 корни уравнения. Отсюда получим уравнение для определеения параметра
a-3=2; – > a=5.
и неровности
a-3>0; a>3;
a-3< 2; a < 5 .
В итоге: уравнение имеет 3 корня когда параметр равен a=5
и 4 корня если параметр принадлежит интервалу a=(3..5).
В подобных примерах надо быть очень внимательными так как часто именно вопрос ставится так, чтобы помочь Вам или наоборот «навредить». Например: «Сколько положительных корней имеет уравнение с модулями?», «Найдите сумму решений уравнения», «Найдите наибольшее целое значение параметра» и тому подобные. Поэтому вдумчиво читайте что от Вас требуют, а уже потом приступайте к вычислениям.
Похожие материалы:
- Решение уравнений с модулями
- Модуль в модуле. Графический метод
- Модуль в модуле
- Решение неравенств с модулями
Решение обычных уравнений по-шагам online
‘) window.yaContextCb.push(()=>{ Ya. 2 + 7*x + 12 = 0
sqrt((1 - x) / (1 + x)) = 5
Указанные выше примеры содержат также:
- модуль или абсолютное значение: absolute(x) или |x|
- квадратные корни sqrt(x),
кубические корни cbrt(x) - тригонометрические функции:
синус sin(x), косинус cos(x), тангенс tan(x), котангенс ctan(x) - показательные функции и экспоненты exp(x)
- обратные тригонометрические функции:
арксинус asin(x), арккосинус acos(x), арктангенс atan(x), арккотангенс acot(x) - натуральные логарифмы ln(x),
десятичные логарифмы log(x) - гиперболические функции:
гиперболический синус sh(x), гиперболический косинус ch(x), гиперболический тангенс и котангенс tanh(x), ctanh(x) - обратные гиперболические функции:
гиперболический арксинус asinh(x), гиперболический арккосинус acosh(x), гиперболический арктангенс atanh(x), гиперболический арккотангенс acoth(x) - другие тригонометрические и гиперболические функции:
секанс sec(x), косеканс csc(x), арксеканс asec(x), арккосеканс acsc(x), гиперболический секанс sech(x), гиперболический косеканс csch(x), гиперболический арксеканс asech(x), гиперболический арккосеканс acsch(x) - функции округления:
в меньшую сторону floor(x), в большую сторону ceiling(x) - знак числа:
sign(x) - для теории вероятности:
функция ошибок erf(x) (интеграл вероятности), функция Лапласа laplace(x) - Факториал от x:
x! или factorial(x) - Гамма-функция gamma(x)
- Функция Ламберта LambertW(x)
- Тригонометрические интегралы: Si(x), Ci(x), Shi(x), Chi(x)
Правила ввода
Можно делать следующие операции
- 2*x
- — умножение
- 3/x
- — деление
- x^2
- — возведение в квадрат
- x^3
- — возведение в куб
- x^5
- — возведение в степень
- x + 7
- — сложение
- x — 6
- — вычитание
- Действительные числа
- вводить в виде 7. 5, не 7,5
Постоянные
- pi
- — число Пи
- e
- — основание натурального логарифма
- i
- — комплексное число
- oo
- — символ бесконечности
Mister Exam
Этот сайт поможет вам решить математические задачи онлайн с подробными пошаговыми инструкциями.
Дифференциальные уравнения шаг за шагом
Для однородных и неоднородных линейных дифференциальных уравнений первого и второго порядков, дифференциальных уравнений с разделяющимися переменными, с подстановкой и т.п. с подробным пошаговым решением.
Регулярные уравнения шаг за шагом
Калькулятор обыкновенных уравнений может решать уравнения со степенями, в том числе квадратные и кубические, некоторые уравнения четвертой степени, уравнения с модулем, простые линейные, показательные, простые тригонометрические и некоторые другие. Любое другое уравнение с ответом. Можно решать задачи численно.
Упрощение выражения
Введите упрощенное выражение, и калькулятор найдет все возможные упрощения алгебраического выражения или комплексного числа.
Системы уравнений Шаг за шагом
Вы получите несколько подробных решений для линейных систем уравнений, в том числе «лобовое» решение с использованием правил Крамера и Гаусса.
Неравенства шаг за шагом
Помимо аналитического решения неравенства, вы увидите решение неравенства на графике.
Системы неравенства шаг за шагом
В некоторых случаях неравенства представляются системой нескольких неравенств с одной или двумя переменными.
Поэтапное построение функционального графика
Вычислитель строит график функции в ортогональных координатах, интервал построения можно указать, на этом графике указываются точки пересечения, если задано несколько функций, а также рассматривается соответствующая функция.
Шаги создания эскиза кривой
Калькулятор производит подробный анализ графика функции: экстремумы функций, горизонтальные и вертикальные асимптоты, наклонные асимптоты, четность и нечетность функции, точки перегиба, точки пересечения графика с X и Ось Y, область определения функции, а также построение графика функции.
График параметрической функции
Можно построить график функции, заданной параметрами
Поверхностный участок
Введите функцию поверхности или поверхность, заданную уравнением
График поверхности, заданный параметрически
График кривой в трехмерном пространстве
Необходимо ввести несколько функций, определяющих кривую в трехмерном пространстве параметрически
График неявной функции
Вы можете построить неявную функцию, заданную уравнением
График полярной функции
Введите функцию, указанную в полярных координатах
Производная шаг за шагом
С помощью калькулятора производных можно вычислить производную функции с одной переменной с подробным решением, частные производные функции с двумя и тремя переменными, а также производную неявной функции, заданной уравнением.
Производная функции, определенной параметрически
Укажите функцию, заданную двумя параметрами, и калькулятор рассчитает производную этой функции
Производная неявной функции
Укажите неявную функцию, и калькулятор найдет ее производную
Серия Тейлор, шаг за шагом
Калькулятор расширяет функцию в ряд Тейлора до заданного показателя степени ряда.
Ряд Фурье шаг за шагом
Этот калькулятор позволяет разложить функцию в ряд Фурье по заданному отрезку оси X.
Сумма ряда Шаг за шагом
Дает аналитический и численный ответ на сумму ряда, а также график скорости сходимости суммы ряда.
Продукт серии
Интеграл шаг за шагом
Калькулятор интегралов позволяет шаг за шагом решать определенные, неопределенные и несобственные интегралы.
Неправильный интеграл шаг за шагом
Позволяет вычислить неправильный интеграл и установить пределы интегрирования, равные плюс или минус бесконечности.
Двойной интеграл
Тройной интеграл
Каноническая форма
Приводит форму уравнения для линий на плоскости и в пространстве второго порядка и поверхностей второго порядка к каноническому виду.
Комплексные числа шаг за шагом
Над комплексными числами выполняются операции: деление, умножение и другие упрощения, нахождение комплексно-сопряженного числа, алгебраические, тригонометрические и показательные формы комплексного числа.
Вы также найдете модуль комплексного номера.
Матрицы
В этом разделе можно выполнять как стандартные операции с матрицами, такие как умножение, сложение, определитель, обратное, ранжирование, так и экзотические операции с матрицами: комплексно-сопряженные, правильные векторы и правильные значения, QR и LU.
Математическая логика
Калькулятор умеет расставлять скобки, упрощать логические выражения, строить таблицы истинности, находить нормальную форму выражения.
Ограничения шаг за шагом
Калькулятор пределов позволяет находить предел функции в конечной точке или на бесконечности с пошаговым решением, а также находить предел по правилу Лопиталя.
Калькулятор градусов
Калькулятор градусов помогает выполнять различные преобразования с углами.
Кусочно-определенная функция
Введите кусочно и перейдите к нужному калькулятору, например, к одному из: найти интеграл, производную, построение кривой и график и т. д.
Примеры
Как пользоваться услугами
О сайте
Чтобы увидеть подробное решение,
поделитесь со всеми своими друзьями-студентами:
калькулятор — Как я могу решать уравнения в Python?
Есть два способа решить эту задачу: численно и символически.
Чтобы решить ее численно, вы должны сначала закодировать ее как «исполняемую» функцию — вставьте значение, получите значение. 1). Тогда:
по умолчанию makePoly(обр): защита fn(x): возвращаемая сумма (c * x ** p для p, c в перечислении (arr)) вернуть фн my_func = makePoly([6, 2]) my_func(3) # возвращает 12
Затем вам понадобится другая функция, которая неоднократно подставляет значение x в вашу функцию, смотрит на разницу между результатом и тем, что она хочет найти, и настраивает значение x, чтобы (надеюсь) минимизировать разницу.
по определению dx(fn, x, delta=0,001): возврат (fn(x+дельта) - fn(x))/дельта defsolve(fn, значение, x=0,5, maxtries=1000, maxerr=0,00001): для попыток в xrange (maxtry): ошибка = fn(x) - значение если абс(ошибка) < макс.ошибка: вернуть х наклон = dx(fn,x) x -= ошибка/наклон поднять ValueError('решение не найдено') 92 + 2 = 0), выходя за пределы вычислительной точности и т.д. Но в этом случае функция минимизации ошибок подходит и мы получаем хороший результат:solve(my_func, 16) # возвращает (x =) 5.