Урок математики в 7 классе

Тема: « Линейное уравнение с параметром »

Учитель математики МБОУ «СОШ №14»

Г.Братск

Жукова Светлана Владимировна

20013г.

Содержание:

1. Введение.

2. Знакомство с параметрами. Линейные уравнения с параметрами.

3. Схема исследования уравнения вида Ах=В.

4. Типы уравнений. Формулировки заданий.

5. Уравнения, приводимые к линейным и алгоритмы их решения.

6. Примеры решений уравнений с параметром из ГИА. Тест.

7. Заключение.

8. Используемая литература.

1. Введение.

В настоящее время различные задачи с параметрами – это одни из самых сложных заданий на экзаменах. А ведь в экзаменационных заданиях они есть как за 9 класс, так и за 11, но многие ученики даже не берутся решать эти задания, так как заведомо считают, что не смогут их решить, даже не попробовав. А на деле, чтобы справиться с ними, нужно всего лишь проявить логику, включить смекалку и ничего сложного не окажется.

Обращаясь к этой теме, я хотела бы облегчить и себе, и своим слушателям, тяжесть решения задач с параметрами.

Цель урока - научить решать линейные уравнения с параметрами и познакомиться с методами решения подобных заданий.

Я поставила перед собой следующие задачи:

1. Научить решать линейные уравнения с параметрами различных видов.

2. Познакомить с разными методами решения подобных уравнений.

3. Показать какие задания с параметрами встречаются на ГИА.

4. Составить тест.

2. Знакомство с параметром. Линейные уравнения с параметрами.

Для начала, стоило бы пояснить, что собой представляют уравнения с параметрами, которым посвящена моя работа. Итак, если уравнение (или неравенство), кроме неизвестных, содержит числа, обозначенные буквами, то оно называется параметрическим, а эти буквы – параметрами.

Если параметру, содержащемуся в уравнении (неравенстве), придать некоторое значение, то возможен один из двух следующих случаев:

• получится уравнение , содержащее лишь данные числа и неизвестные (т.е. без параметров);

• получится условие, лишенное смысла.

В первом случае значение параметра считается допустимым, во втором – недопустимым. К задачам с параметром можно отнести, например, поиск решения линейных уравнений в общем виде, исследование уравнения на количество имеющихся корней в зависимости от значения параметра.

Не приводя подробных определений, в качестве примеров рассмотрим следующие линейные уравнения:

у = kx, где x, y – переменные, k – параметр;

у = kx + b, где x, y – переменные, k и b – параметр;

Уравнение вида Ах-В=0, где А и В выражения, зависящие от параметров, а х - переменная, называют линейным. Иногда уравнения, кроме букв, обозначающих неизвестное(X, Y,Z), содержат другие буквы, называемые параметрами(a, b, c). Тогда мы имеем дело не с одним, а с бесконечным множеством уравнений. 
При одних значениях параметров уравнение не имеет корней, при других – имеет только один корень, при третьих – два корня. 
Решить такое уравнение – это значит:

1) определить множество допустимых значений неизвестного и параметров;

2) для каждой допустимой системы значений параметров найти соответствующие множества решений уравнений.

При решении таких уравнений надо: 
1) найти множество всех доступных значений параметров; 
2) перенести все члены, содержащие неизвестное, в левую часть уравнения, а все члены, не содержащие неизвестного в правую; 
3) привести подобные слагаемые; 
4) решать уравнение ax = b. 

Возможно три случая. 

1. а 0, b – любое действительное число. Уравнение имеет единственное решение х = 2. а = 0, b = 0. Уравнение принимает вид: 0х = 0, решениями являются все х R. 
3. а = 0, b 0. Уравнение 0х = b решений не имеет. 
Сделаю одно замечание. Существенным этапом решения уравнений с параметрами является запись ответа. Особенно это относится к тем примерам, где решение как бы «ветвится» в зависимости от значений параметра. В подобных случаях составление ответа – это сбор ранее полученных результатов. И здесь очень важно не забыть отразить в ответе все этапы решения. 
Ответ:  х =  при а  0, b – любое действительное число; 
х – любое число при а = 0, b = 0; 
решений нет при а = 0, b ≠ 0. 

3. Схема исследования линейного уравнения.

Таким образом, любое линейное уравнение с параметрами элементарными преобразованиями может быть приведено к виду Ах=В, где А и В – некоторые выражения, хотя бы одно из которых содержит параметр и  исследуется по схеме: ( приложение1.)

4. Задачи с параметром можно условно разделить на два типа:

а) в условии сказано: решить уравнение (неравенство, систему) – это значит, для всех значений параметра найти все решения. Если хотя бы один случай остался неисследованным, признать такое решение удовлетворительным нельзя.

б) требуется указать возможные значения параметра, при которых уравнение (неравенство, система) обладает определенными свойствами. Например, имеет одно решение, не имеет решений, имеет решения, принадлежащие промежутку и т. д.

В таких заданиях необходимо четко указать, при каком значении параметра требуемое условие выполняется.

Параметр, являясь неизвестным фиксированным числом, имеет как бы особую двойственность. В первую очередь, необходимо учитывать, что предполагаемая известность говорит о том, что параметр необходимо воспринимать как число. Во вторую очередь, свобода обращения с параметром ограничивается его неизвестностью. Так, например, операции деления на выражение, в котором присутствует параметр или извлечения корня четной степени из подобного выражения требуют предварительных исследований. Поэтому необходима аккуратность в обращении с параметром.

Я нашла различные формулировки заданий:

• При каких значениях параметра а уравнение а²(х-2)=х+а-3 имеет бесконечное множество решений?

• При каком значении параметра а корень уравнения х+3=2х-а будет отрицательным числом?

• Для каждого значения параметра а, определить число корней уравнения |x-1| =а.

• Для каждого значения параметра а, определить число корней уравнения |5x-3|=а.

• При каких значениях параметра с корень уравнения х+с=3х-5, является неотрицательным числом?

• При каких значениях параметра а, корень уравнения 4а+12х=4ах-3а+6 больше 3?

• Сравнить числа: а) а и 3а;  б) -а и 3а.
  Решение:
  а) естественно рассмотреть три случая:
  если  а < 0, то а > 3а;  если  а = 0, то а = 3а; если  а > 0, то а < 3а;

• При каком значении параметра а,  х=2,5 является корнем уравнения х+2=а+7?
   Решение:
  Т.к.  х= 2,5 – корень уравнения  х+2=а+7, то при подстановке  х= 2,5 в уравнение
  получим верное равенство  2,5+2=а+7, откуда находим  а =-2,5.
  Ответ: при а=-2,5.

• Имеет ли уравнение  3х+5 = 3х+а  решение при а=1. Подберите значение а, при котором уравнение будет иметь корни.

• Найдите множество корней уравнения  ах = 4х+5
  а)  при а=4; б)  при а≠4.

• Найти все натуральные значения а, при которых корень уравнения (а-1)х=12 является: a) натуральным числом; б) неправильной дробью.

• Решение:
  а≠1, то так как иначе уравнение не имеет решений;
  а) если а≠1, то
  Перебором находим:
  при а=13,  х=1;при а=7,    х=2;при а=5,    х=3;при а=4,    х=4;при а=3,    х=6;при а=2,    х=12.
  Ответ: а є {13, 7, 5, 4, 3, 2}.
  б) если а≠1, то
  Перебором находим, что а є {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13}.

• Решить уравнение |х|=|а|.

• Решить уравнение ах+8=а.
  Решение. Запишем уравнение в стандартном виде  ах=а-8.
  Основа правильного решения задач с параметрами состоит в грамотном разбиении области изменения параметра, к этому надо приучать путем подробного описания хода решения.
  Итак, коэффициент при х равен а.

Возникают два возможных случая:

-коэффициент при х равен нулю и уравнение примет вид 0х=-8, полученное уравнение не имеет корней;

-коэффициент при х не равен нулю, и мы имеем право разделить обе части уравнения на этот коэффициент:    а≠0, ах=а-8, 
Ответ:   при а=0, нет  корней; при а≠0,

5. Уравнения, приводимые к линейным и алгоритмы их решения.

Алгоритм решения такого типа уравнений:

1. Определить «контрольные» значения параметра.

2. Решить исходное уравнение относительно х при тех значениях параметра, которые были определены в первом пункте.

3. Решить исходное уравнение относительно х при значениях параметра, отличающихся от выбранных в первом пункте.

4. Записать ответ можно в следующем виде:

Ответ:

1) при … (значения параметра), уравнение имеет корни …;

2) при … (значения параметра), в уравнении корней нет.

Пример № 1.При каких значениях а уравнение (а²-1)х=а+1
а) не имеет решений; б) имеет бесконечное множество решений; в) имеет единственный корень.
Решение:
а) данное уравнение не имеет решений в том случае, если коэффициент при х равен нулю, а выражение, стоящее в правой части уравнения не обращается в нуль, то есть
Т.о., при а=1 уравнение не имеет решений.
б) данное уравнение имеет бесконечное множество решений в том случае, если коэффициент при х равен нулю и выражение, стоящее в правой части уравнения, обращается в нуль, то есть 
Т.о., при а=-1 уравнение имеет бесконечное множество решений.
в) уравнение имеет единственное решение, при а²-1≠0, то есть (а-1)(а+1)≠0, т.е. а≠±1.
Ответ: Уравнение не имеет решений, при а=1.

Уравнение имеет бесконечное множество решений, при а=-1.

Уравнение имеет единственный корень, при а≠±1.

Пример №2.  Решить уравнение     (а-1)х+2=а+1.
Решение. Запишем уравнение в стандартном виде
(а-1)х=а-1.

Если а-1=0, т.е. а=1, то уравнение примет вид 0х=0, т.е. х – любое число.

Если а-1≠0, т.е. а≠1, то х=1.

Ответ:
при а=1, х – любое число; при а≠1, х=1.

Пример №3. Для каждого значения а, решить уравнение ; найти при каких а, корни больше нуля.

Это уравнение не является линейным уравнением (т.е. представляет собой дробь), но при х-1 и х0 сводится к таковому: или а-1-х=0.

Мы уже выявили допустимые значения икс (х-1 и х0), выявим теперь допустимые значения параметра а: а-1-х=0 а=х+1

Из этого видно, что при х0 а1, а при х-1 а0.

Таким образом, при а1 и а0 х=а-1 и это корень больше нуля при а>1.

Ответ: при а<0 х=а-1; при решений нет, а при a>1 корни положительны.

6. Примеры решений уравнений с параметром из ГИА и ЕГЭ части С. Тест.

Узнав всю теоретическую основу и методы решений различных уравнений, содержащих параметр, я решила применить свои знания на практике. Я выбрала несколько вариантов заданий ГИА, представляющих собой именно те виды уравнений, которые были представлены в моей работе, а именно: уравнение первой степени с одним неизвестным. Ниже будут предложены решения этих уравнений.

Определить значения k, при которых корни уравнения положительны.

Сразу можно выделить, что , , из этого следует, что при уравнение не имеет смысла.

В уравнение х(3k-8)=6-k подставим недопустимые значения х, чтобы узнать, при каких k уравнение не имеет смысла:

Итак, мы выяснили, что .

Выразим х: . Х будет больше нуля, если .

Учитывая, что , , . Ответ: ,

ИССЛЕДОВАНИЕ: Я самостоятельно решила уравнение: и исследовала его корни на четность и нечетность.

а) Если ; , то - единственное решение

б) Если , то (ложь) – нет решений

в) Знаем, что корни должны быть четными, отсюда составим равенство:

N

N

г) Знаем, что корни могут быть и нечетными, поэтому составим равенство:

N

N

Ответ: Если то - единственное решение,

Если , то решений нет,

Если N, то корни уравнения - четные,

Если N, то корни уравнения - нечетные.

И решив следующее уравнение, выяснила при каких значениях параметра а, среди корней уравнения 2ах – 4х –а² + 4а - 4 = 0 есть корни больше 1.

Решение: 2ах – 4х – а² + 4а - 4 = 0

2(а-2) х = а² –4а +4

2(а-2) х = (а-2)²

При а = 2, 0 х = 0, решением будет любое число, в том числе и большее 1.

При а  2 х = , по условию х> 1, то > 1, а>4 .

Ответ: при а {2}  (4 ; +  ) .

Составила тест.

Вариант 1

1. Решите уравнение mx + 2 = - 1 относительно х .

А. x = - , при m  0

Б. 1) при m = 0 корней нет;

2) при m  0 x =

В. 1) при m = 0 корней нет

2) при m  0 x = - .

2. Решите уравнение k(х – 4 ) + 2(х + 1) = 1 относительно х.

А.1) при k = -2 корней нет;

2) при k  -2 х =

Б.1) при k = - 2 корней нет

2) при k = x = 0

В.1) при k = 0 корней нет.

2) при k  0 х = 3) при k  -2 , k  х =

3. Решите уравнение 2а (а-2)х = а²-5а+6 относительно х.

А. 1) при а =2 х  R

2) при а =0 корней нет

3) при а  0 и а  -2, х =

Б. 1) при а =2 х  R

2) при а =0 корней нет

3) при а0 и а  2, х =

В. 1) при а=2 х  R

2) при а =0 корней нет

3) при а =3 х =3

4) при а 2, а  0, а 3 х =

4. При каких значениях b уравнение 1+2х –bх=4+х имеет отрицательное решение?

А.При b < 1 Б. При b > 1 В. При b < -1

Вариант 2

1. Решите уравнение (m – 2) х = 3 относительно х .

А. x = - , при m  0

Б. 1) при m = 2 корней нет;

2) при m  2 x =

В. 1) при m = 2 корней нет

2) при m  2 x = .

2. Решите уравнение а(3х-2) =6х – 4 относительно х .

А.1) при а = 2 x – любое число;

2) при а  2 х =

Б.1) при а = -2 корней нет

2) при а = x = 0

В.1) при а = 0 корней нет.

2) при а  0 х =

3) при а  -2 , а  х =

3. Решите уравнение 3ах – 6х –а² + 4а - 4 = 0 относительно х .

А. 1) при а =2 х  R

2) при а =0 корней нет

3) при а  0 и а  -2, х =

Б. 1) при а =2 х  R

2) при а2 , х =

В. 1) при а=2 х  R

2) при а =0 корней нет

3) при а =3 х =3

4) при а 2, а  0, а 3 х =

4. При каких значениях b среди корней уравнения х – bх + b² – 1=0 есть корни больше 1?

А.При b > -1 Б. При b > 0 В. При b < -1

Ответы к тесту:

№1

Номер задания

1

2

3

4

Код верного ответа

В

А

Б

Б

№2

Номер задания

1

2

3

4

Код верного ответа

Б

А

Б

А

7. Заключение.

Итак, проделав эту работу, я действительно поняла, как решаются уравнения с параметрами, приобрела навык решения и, надеюсь, теперь не столкнусь с трудностями при решении подобных заданий на экзамене.

Что дают задачи с параметрами:

а) отработку навыков решения уравнений;
б) повышают интеллектуальный уровень ученика и его логическое мышление;
в) формируют навыки исследовательской деятельности;
г) повышают интерес к математике.

Конечно, не все далось сразу и легко – чтобы научиться решать уравнения с параметрами, нужно выйти за рамки представлений об уравнении, при этом не забывая о свойствах данного типа уравнения. Удаётся это не сразу. К тому же, в школьной программе задачам с параметрами не уделяется должного внимания, поэтому, увидев такое на экзамене, конечно, можно растеряться.

Размещено на

Используемая литература.

1. Газета «Математика». Учебно-методическое приложение к газете «Первое сентября»:  Е.Пронина, « Линейные уравнения с параметрами» №12, 2000 г.;  C.Неделяева, «Особенности решения задач с параметрами» №34, 1999 г.

2. Мочалов В.В., Сильвестров В.В. Уравнения и неравенства с параметрами. Чебоксары: Изд-во Чувашского университета,  2004.

3. П.И.Горнштейн, В.Б.Полонский, М.С.Якир «Задачи с параметрами», 2002г

4. В.В.Локоть «Задачи с параметрами», 2003г.

5. А.П. Карп «Даю уроки математики…», 1992 г. 
   
   
   

Приложение1.

 



.