משוואות ואי־שוויונות לכיתה י׳ · 4 יח״ל
בנושא משוואות ואי־שוויונות בכיתה י׳ · 4 יח״ל לומדים משוואות ממעלה ראשונה, משוואות ריבועיות, מערכת של ישר ופרבולה, מספר הפתרונות, אי־שוויונות, השוואת פונקציות, משוואות עם שברים אלגבריים, משוואות עם שורש ומשוואות דו־ריבועיות. פתרון של משוואה הוא ערך שהופך אותה לאמת, ופתרון של אי־שוויון הוא קבוצה של ערכים. משוואה ריבועית פותרים בנוסחת השורשים, והביטוי שמתחת לשורש, הדיסקרימיננטה, קובע כמה פתרונות יש: כשהיא חיובית יש שניים, כשהיא אפס יש אחד, וכשהיא שלילית אין אף אחד. אי־שוויון ריבועי פותרים בעזרת הפרבולה: מוצאים את נקודות החיתוך עם ציר האיקס ובודקים איפה הגרף מעל הציר או מתחתיו.
הפתרון של מערכת משוואות הוא נקודות החיתוך של הגרפים. כשמשווים שתי פונקציות, השאלה איפה האחת גדולה מהשנייה היא השאלה איפה ההפרש ביניהן חיובי. במשוואה עם שברים אלגבריים כופלים במכנה המשותף, ובסוף בודקים שהפתרון אינו מאפס מכנה. במשוואה עם שורש מבודדים את השורש, מעלים בריבוע, ובודקים כל פתרון במשוואה המקורית, כי ההעלאה בריבוע יכולה להוסיף פתרון שאינו נכון. במשוואה דו־ריבועית מציבים משתנה חדש במקום הריבוע, פותרים משוואה ריבועית, וחוזרים: משתנה חדש שלילי אינו נותן פתרון.
טיפ: בסוף כל משוואה הציבו את הפתרון בחזרה. זה לוקח רגע אחד ותופס את רוב הטעויות.
מה לומדים בנושא
משוואות ממעלה ראשונה
לדוגמה: פתרו את המשוואה: 6(x + 5) = −3(x + 3) + 39
תשובה ופתרון
התשובה: 0
פותחים את הסוגריים: 6x + 30 = −3x − 9 + 39 מכנסים איברים דומים: 6x + 30 = −3x + 30 מעבירים את האיברים עם הנעלם לאגף אחד ואת המספרים לאגף השני: 9x = 0 מחלקים את שני האגפים ב־9: x = 0
משוואות ריבועיות
לדוגמה: פתרו: x² − 2x − 63 = 0
תשובה ופתרון
התשובה: x = 9 או x = −7
הביטוי שמתחת לשורש בנוסחת השורשים: (−2)² − 4 · 1 · (−63) = 256 √256 = 16 x = (2 + 16) : 2 = 9 x = (2 − 16) : 2 = −7
מערכת של ישר ופרבולה
לדוגמה: נתונה מערכת המשוואות: y = x² + 2x − 3 y = −5x − 15 מצאו את ערכי x של נקודות החיתוך של הפרבולה והישר.
תשובה ופתרון
התשובה: x = −4 או x = −3
משווים את שני הביטויים של y : x² + 2x − 3 = −5x − 15 מעבירים את כל האיברים לאגף אחד: x² + 7x + 12 = 0 הביטוי שמתחת לשורש בנוסחת השורשים: 7² − 4 · 1 · 12 = 1 √1 = 1 x = (−7 + 1) : 2 = −3 x = (−7 − 1) : 2 = −4
מספר הפתרונות
לדוגמה: בלי לפתור: כמה פתרונות יש למשוואה? 3x² − 7x + 10 = 0
תשובה ופתרון
התשובה: 0
הביטוי שמתחת לשורש בנוסחת השורשים: (−7)² − 4 · 3 · 10 = −71 הביטוי שלילי, ולכן אין למשוואה פתרון. מספר הפתרונות: 0
אי־שוויונות
לדוגמה: פתרו את אי־השוויון: (x + 7) : 4 ≥ −4
תשובה ופתרון
התשובה: x ≥ −23
כופלים את שני האגפים ב־4. המספר חיובי, ולכן הסימן נשאר: x + 7 ≥ −16 מחסירים 7 משני האגפים: x ≥ −23 הפתרון: x ≥ −23
השוואת פונקציות
לדוגמה: בציור מופיעים הפרבולה y = x² + 2x − 2 והישר y = x . עבור אילו ערכים של x הישר נמצא מעל הפרבולה?
- x < −2 או x > 1
- כל מספר
- אין פתרון
- −2 < x < 1
תשובה ופתרון
התשובה: מינוס שתיים קטן מאיקס קטן מאחת
מוצאים את נקודות החיתוך: משווים את שני הביטויים של y : x² + 2x − 2 = x מעבירים את כל האיברים לאגף אחד: x² + x − 2 = 0 הביטוי שמתחת לשורש בנוסחת השורשים: 1² − 4 · 1 · (−2) = 9 √9 = 3 x = (−1 + 3) : 2 = 1 x = (−1 − 3) : 2 = −2 בציור רואים שהישר מעל הפרבולה רק בין נקודות החיתוך. הפתרון: −2 < x < 1
משוואות עם שברים אלגבריים
לדוגמה: פתרו: 45 : x = 5
תשובה ופתרון
התשובה: 9
אסור להציב x = 0 . כופלים את שני האגפים במכנה x : 45 = 5x x = 9 הפתרון מותר: הוא אינו מאפס אף מכנה.
משוואות עם שורש
לדוגמה: פתרו את המשוואה: √(x + 43) = 6
תשובה ופתרון
התשובה: −7
מעלים את שני האגפים בריבוע: x + 43 = 36 x = −7 בדיקה: √36 = 6 . מתאים.
משוואות דו־ריבועיות
לדוגמה: הציבו t = x² במשוואה, ומצאו את הערך הגדול של t : x⁴ − 8x² − 48 = 0
תשובה ופתרון
התשובה: 12
מציבים t = x² : t² − 8t − 48 = 0 הביטוי שמתחת לשורש בנוסחת השורשים: (−8)² − 4 · 1 · (−48) = 256 √256 = 16 t = (8 + 16) : 2 = 12 t = (8 − 16) : 2 = −4 הערך הגדול: t = 12
עוד לא באתר
חלקים מהנושא שעדיין לא נבנו: משוואות ממעלה שלישית · מערכת של שתי משוואות ריבועיות עם מכפלת המשתנים · אי־שוויונות עם שברים אלגבריים.
התרגילים נוצרים לפי כללים, והתשובות מחושבות בקוד, ולכן בכל פעם יש תרגילים חדשים. הנושא בנוי לפי תוכנית הלימודים במתמטיקה לחטיבה העליונה של משרד החינוך, 4 יח״ל (תשפ״ד).