משוואות עם מספרים שליליים
שילוב כל מה שלמדנו - אלגברה ומספרים מכוונים יחד
חידת פתיחה
טמפרטורה בחוץ הייתה 5∘C. היא ירדה ב-x מעלות, ועכשיו היא −3∘C. בכמה מעלות ירדה? נכתוב משוואה: 5−x=−3. איך פותרים משוואה כזאת? האם הסימן של x ישתנה? זה מה שנגלה.
כשהאלגברה פוגשת את המכוונים
עקרון הפתרון - המאזניים
עיקרון הפתרון: כדי לפתור משוואה, אנו מבודדים את המשתנה בצד אחד. מה שעושים באגף אחד, חייבים לעשות גם באגף השני כדי לשמור על שוויון.
חשבו על משוואה כמאזניים: אם מוסיפים משקל לצד אחד, צריך להוסיף אותו משקל לצד השני כדי לשמור על איזון.
כלל החיבור והחיסור
כלל הכפל והחילוק
דוגמאות פתורות - צעד אחר צעד
דוגמה 1: חיבור פשוט
שלב 1 מתוך 3כדי לבודד את x, מחסרים 5 משני האגפים:
דוגמה 2: תוצאה שלילית
שלב 1 מתוך 3מחסרים 4 משני האגפים:
דוגמה 3: משוואה עם חיסור שלילי
שלב 1 מתוך 3קודם כל מפשטים: חיסור של שלילי = חיבור של חיובי:
דוגמה 4: מקדם שלילי למשתנה
שלב 1 מתוך 3−x זה בעצם (−1)×x. לבודד את x דורש חלוקה ב-−1 (או כפל):
דוגמה 5: משוואה דו-שלבית
שלב 1 מתוך 3שלב 1 - מעבירים את הקבוע: מוסיפים 5 לשני האגפים:
דוגמה 6: מקדם שלילי - היזהרו!
שלב 1 מתוך 3מחסרים 3 משני האגפים:
שיטת הפתרון - סיכום
צעדים לפתרון משוואה עם מכוונים
צעד 1: פשוטים
חיסור של שלילי
a−(−b) הופך ל-a+b
a+(−b) הופך ל-a−b
פותחים סוגריים לפני הכל
צעד 2: בודדים
העבירו מספרים
כל מה שלא x לצד אחד
כל ה-x לצד השני
הפעולה ההפוכה עובדת: +↔-, ×↔÷
צעד 3: בודקים
הציבו חזרה
הציבו את הפתרון
בדקו שהאגפים שווים
אם לא - חפשו טעות סימן
סדנה אינטראקטיבית: לפתור עם מינוסים
ניסוי ידיים
בחרו אחת משש המשוואות, ולחצו צעד הבא כדי לראות את אותה פעולה מתבצעת בו-זמנית בשני האגפים. אריחי +1 בצבע ענבר ואריחי -1 בצבע תכלת. כשמופיע זוג חיובי-שלילי הוא מתאפס. בכפל או חלוקה במספר שלילי כל הסימנים מתהפכים - בדיוק האזור שבו טעויות סימן נולדות.
מהחיים: בעיות אמיתיות
משוואות מהעולם האמיתי
טמפרטורה יורדת
הטמפרטורה הייתה 5∘, ירדה ב-x מעלות, ועכשיו היא −3∘. בכמה ירדה?
משוואה:5−x=−3
פתרון:−x=−8⇒x=8
הטמפרטורה ירדה ב-8 מעלות.
חשבון בנק משתנה
יתרה של דנה הייתה −50 שקלים (חוב). היא הפקידה x שקלים, ועכשיו היתרה היא 120 שקלים. כמה הפקידה?
משוואה:−50+x=120
פתרון:x=170
דנה הפקידה 170 שקלים.
צוללת עולה
צוללת הייתה בעומק −80 מטר. היא עלתה x מטרים לדקה במשך 5 דקות והגיעה לעומק −30. מה המהירות (במ'/דקה)?
משוואה:−80+5x=−30
פתרון:5x=50⇒x=10
הצוללת עלתה במהירות של 10 מ'/דקה.
טעויות נפוצות - הכי חשובות!
מלכודות הסימן - התקלו בהן ולמדו
הטעויות הנפוצות ביותר במשוואות עם שליליים הן טעויות סימן. לכן חשוב מאוד לבדוק את הפתרון בהצבה. הציבו את x בחזרה במשוואה המקורית ובדקו ששני האגפים שווים.
- טעות: שוכחים את הסימן של x כשמחלקים. במשוואה −2x=4 צריך לחשב 4÷(−2): התשובה הנכונה היא x=−2, לא x=2.
- טעות: חיסור של שלילי. x−(−3)=x−3 (שגוי). הנכון: x−(−3)=x+3.
- טעות: העברה לאגף השני בלי לשנות סימן. אם x+5=12, אז x=12+5 (שגוי). הנכון: x=12−5=7.
- בדיקה תמיד מגלה טעות! אם לא יוצא שווה - חזרו על החישוב.
נכון מול לא נכון - העברת איברים
טעות נפוצה
פתרון x+5=−3:
"אני מעביר את ה-5":
x=−3+5=2
שגוי!
דוגמה: כשמעבירים מספר - הופכים את הסימן
הדרך הנכונה
פתרון x+5=−3:
מחסרים 5 משני הצדדים:
x=−3−5=−8
נכון!
דוגמה: +5 עובר אגף ונהפך ל-−5. הסימן הופך!
כשאיבר עובר אגף, הסימן שלו מתהפך - כך שומרים על השוויון.
שאלה לחשיבה
אם −3x=12, מה x?
מחלקים ב-−3: x=12÷(−3)=−4. בדיקה: (−3)×(−4)=12. נכון!
כשמחלקים ב-−3, שימו לב לסימנים: חיובי חלקי שלילי = שלילי.
בהמשך נלמד לפתור משוואות שבהן המשתנה מופיע בשני האגפים, למשל: 3x−5=x+7. הרעיון אותו דבר - מעבירים את כל ה-x לצד אחד ואת המספרים לצד שני. עם מספרים שליליים זה הופך לעוד יותר חשוב לשים לב לסימנים.
סיפור מגניב: המתמטיקאי אל-חוואריזמי (במחצית הראשונה של המאה ה-9) - שממנו מגיעה המילה "אלגברה" - לא נהג לעבוד עם מספרים שליליים כפתרונות. משוואה שפתרונה שלילי נחשבה 'בלתי פתירה'. רק במאה ה-17 מתמטיקאים אירופאים קיבלו את הפתרונות השליליים. אתם לומדים עכשיו משהו שלקח לאנושות 800 שנה להבין!