מתמטיקה · כיתה ח׳ · פרק 7: מערכת משוואות, ערך מוחלט ואי-שוויונות בהעמקה
מרחק על ציר המספרים הוא תמיד לא שלילי
מה בונים במודול?
במודול הזה עוברים מהרעיון הכללי אל דרך עבודה שאפשר להפעיל גם בשאלה חדשה. בכל שלב נבדוק מה הנתונים אומרים, איזו פעולה מתאימה, ואיך מוודאים שהתשובה באמת עומדת בתנאים.
מרחק מאפס: נבין מדוע ∣x∣ מודד מרחק ולכן אינו שלילי.
מרחק ממספר אחר: נפרש ∣x−a∣ כמרחק של x מהמספר a.
שתי נקודות: נראה למה משוואת מרחק יכולה לתת שני פתרונות סימטריים סביב המרכז.
מה בעצם מודד ערך מוחלט?
ערך מוחלט מודד מרחק על ציר המספרים. לכן ∣5∣=5 וגם ∣−5∣=5. כאשר כותבים ∣x−3∣, שואלים מה המרחק בין x לבין 3.
ערך מוחלט מודד מרחק, ולכן נקודות משני צדדי המרכז יכולות לתת אותו ערך.
מרחק אינו זוכר כיוון
המספרים 8 ו-−2 נמצאים שניהם במרחק 5 מהמספר 3.
∣x−a∣=d(d≥0)
המרכז הוא a, והמרחק הוא d.
ערך מוחלט כמרחק
∣x−a∣=המרחק בין x לבין a
מרחק 5 מהמספר 3
דוגמה פתורה
הדוגמה הבאה לא נועדה רק להגיע לתוצאה. שימו לב למה כל פעולה עושה: היא מצמצמת את מספר הנעלמים, מבודדת גודל, או מתרגמת תנאי לתחום פתרון ברור.
פותרים משוואת מרחק
∣x−3∣=5
מפרשים את המשוואה כמרחק מהמרכז 3.
∣x−3∣=5
אפשר ללכת 5 יחידות ימינה.
x=3+5=8
אפשר ללכת 5 יחידות שמאלה.
x=3−5=−2
תשובה: x=8אוx=−2
אסטרטגיית עבודה
כדי לפתור שאלה דומה במבחן, כדאי לעבוד לפי רצף קבוע. הרצף אינו מחליף חשיבה, הוא מוודא שלא מדלגים על תנאי חשוב.
שלבי החלטה
זהו מרכז
∣x−a∣ מודד מרחק מהמספר a.
שימו לב לסימן בתוך הערך המוחלט.
זהו מרחק
במשוואה ∣x−a∣=d, המרחק הוא d.
אם d<0, אין פתרון כי מרחק אינו שלילי.
סמנו שני צדדים
נקודה אחת מימין למרכז.
נקודה אחת משמאל למרכז.
וריאציות שכדאי לזהות
∣x∣=7
המרכז הוא 0; שתי הנקודות במרחק 7 הן 7 ו-−7.
∣x−4∣=2
המרכז הוא 4; הפתרונות הם 6 ו-2.
∣x+1∣=3
המרכז הוא −1; הפתרונות הם 2 ו-−4.
∣x−5∣=−2
אין פתרון, כי מרחק לא יכול להיות מספר שלילי.
טעות נפוצה
הטעות כאן חוזרת אצל תלמידים רבים כי היא נראית קצרה. במקום לזכור אותה כאזהרה כללית, נבין מה גורם לה ואיך בודקים אותה בזמן אמת.
הרחבה ובדיקה
כעת נוסיף שני מקרי קצה: מרחק אפס ומרחק שמופיע אחרי פישוט. אלה בדיוק המקומות שבהם פתרון קצר מדי עלול לאבד תשובה או להמציא תשובה שאינה קיימת.
מרחק אפס מהמרכז
מתקנים את החשיבה
הטעות
לחשוב שהסימן + בתוך ∣x+4∣ אומר מרכז חיובי.
החשיבה הנכונה
כותבים x+4=x−(−4), ולכן המרכז הוא −4.
בדיקת סבירות
מציבים תשובה אחת בביטוי המקורי ובודקים שהערך המוחלט באמת שווה למרחק המבוקש.
בכל משוואת ערך מוחלט כדאי לסיים בהצבה קצרה. היא חושפת סימן שגוי או פתרון חסר.
למה למשוואת ערך מוחלט יש לעיתים שני פתרונות ולעיתים אין פתרון?
ההגדרה הפיצולית של ערך מוחלט
מלבד ההגדרה הגיאומטרית כמרחק, יש לערך מוחלט גם הגדרה אלגברית פיצולית: אם x≥0, אז ∣x∣=x. אם x<0, אז ∣x∣=−x. שתי ההגדרות שקולות וגוזרות אחת את השנייה.
הגדרה פיצולית
∣x∣={x−xx≥0x<0
דוגמאות לחישוב מהגדרה פיצולית
x
סימן x
∣x∣
5
חיובי
5
−5
שלילי
−(−5)=5
0
אפס
0
−2.5
שלילי
−(−2.5)=2.5
ההגדרה הפיצולית עוזרת בעיקר במצבים בהם הביטוי במוטחס יכול להיות שלילי או חיובי.
פתרון יחיד: כש-k=0
∣x−a∣=0 הוא מקרה מיוחד: יש פתרון יחיד (x=a), כי המרחק היחידי שהוא 0 הוא בנקודה עצמה. זה לא 'אין פתרון' (כמו −3) ולא 'שני פתרונות' (כמו ∣x−3∣=2).
מקרים שונים של משוואת ערך מוחלט
שני פתרונות
∣x∣=5: x=5 או x=−5.
פתרון יחיד
∣x∣=0: רק x=0.
אין פתרון
∣x∣=−2: מרחק לא יכול להיות שלילי.
מקדם
∣2x∣=8⇒∣x∣=4: x=4 או x=−4.
מה משותף לפתרון ∣x−3∣=2 ולמציאת זוג מספרים שסכומם 6 והפרשם 4?
חלק ב׳ · בדיקת ידע
מבחן מסכם
קראו כל שאלה בעיון. בשאלות בחירה סמנו תשובה אחת, ובשאלות פתוחות כתבו תשובה מלאה במקום המיועד.