מתמטיקה · כיתה ח׳ · פרק 7: מערכת משוואות, ערך מוחלט ואי-שוויונות בהעמקה
שומרים על כיוון הסימן ומפרשים את תחום הפתרון
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.
פעולות שקולות: נחזור על פעולות שמותר לבצע בשני אגפי אי-שוויון.
מספר שלילי: נבין למה כפל או חילוק במספר שלילי הופכים את כיוון הסימן.
תחום ולא נקודה: נפרש פתרון כאוסף מספרים ונבדוק אותו בעזרת דוגמאות.
אי-שוויון מתאר תחום
במשוואה מחפשים בדרך כלל ערך שמאזן שני אגפים. באי-שוויון מחפשים את כל הערכים שעושים אגף אחד גדול, קטן, לפחות או לכל היותר מהאגף השני. לכן התשובה היא לרוב תחום על ציר המספרים.
הכלל שמפיל הכי הרבה תלמידים
כאשר כופלים או מחלקים שני אגפים במספר חיובי, כיוון האי-שוויון נשמר.
a<b⇒−a>−b
לכן בשלב של חלוקה במספר שלילי חייבים לעצור ולבדוק את כיוון הסימן.
חילוק בשלילי
−6x≤8⇒x≥−34
התחום x≥−34
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.
אי-שוויון עם סוגריים
−2(3x−1)≤10
פותחים סוגריים בזהירות.
−6x+2≤10
מחסרים 2 משני האגפים.
−6x≤8
מחלקים ב-−6, ולכן הופכים את הסימן.
x≥−34
תשובה: x≥−34
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
פשטו קודם
פתחו סוגריים וכנסו איברים.
אל תחלקו לפני שהאגף מסודר.
עקבו אחרי הסימן
חיבור וחיסור לא משנים כיוון.
כפל או חילוק בשלילי הופכים כיוון.
בדקו מספר
בחרו מספר מתוך התחום ובדקו.
בחרו מספר מחוץ לתחום כדי לוודא שהוא נכשל.
וריאציות שכדאי לזהות
חיבור
x−4>7 נותן x>11. כיוון הסימן נשמר.
כפל בחיובי
3x≤5 נותן x≤15. כיוון הסימן נשמר.
חילוק בשלילי
−2x<8 נותן x>−4. כאן הסימן מתהפך.
בדיקת תחום
אם הפתרון x>−2, בדקו למשל 0 מתוך התחום ו-−3 מחוץ לתחום.
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.
נעלם בשני אגפים
אי-שוויון יכול להשוות בין שתי פונקציות קוויות ולשאול מתי אחת מעל השנייה. מבחינה אלגברית זה דומה מאוד למציאת חיתוך בין ישרים, אבל התשובה היא תחום שלם ולא רק נקודת מפגש.
השוואה בין שתי פונקציות
f(x)≥g(x)⟺5−2x≥3x−10
התחום x≤3
מתקנים טעויות סימן
הטעות
להפוך את הסימן בכל פעם שמעבירים איבר אגף.
החשיבה הנכונה
חיבור וחיסור משני האגפים שומרים על הכיוון. רק כפל או חילוק בשלילי הופכים אותו.
בדיקת סבירות
בחרו מספר פשוט מתוך התחום שקיבלתם והציבו באי-שוויון המקורי.
בדיקה מספרית אינה מחליפה פתרון אלגברי, אבל היא מצוינת לגילוי כיוון שגוי.
איך בדיקה עם מספר אחד יכולה לחשוף כיוון סימן שגוי?
אי-שוויונות מורכבים: שילוב של תנאים
באי-שוויון מורכב יש יותר מתנאי אחד. שני תנאים יכולים להיות מחוברים ב'וגם' (חיתוך), או ב'או' (איחוד). חיתוך = הפתרון מקיים את שני התנאים יחד. איחוד = הפתרון מקיים לפחות אחד.
חיתוך מול איחוד של תחומים
סוג
סימן
פתרון לדוגמה
וגם (חיתוך)
∩
x>0וגםx<5=0<x<5
או (איחוד)
∪
x<−1אוx>3 = שני תחומים
סתירה
אין סימן
x>5וגםx<2 = אין פתרון
טאוטולוגיה
אין סימן
x>0אוx<5 = כל המספרים
תמיד שאלו: 'כדי שהפתרון יקיים, מה דרוש?'
סינתזת אי-שוויון לינארי וערך מוחלט
במבחנים אהובות שאלות שמשלבות שני סוגי אי-שוויונות: לינארי וערך מוחלט. הפתרון הוא חיתוך התחומים של שני התנאים. כל תחום מתקבל בנפרד, ואז מחפשים את החיתוך.
סוגי אי-שוויונות מורכבים
כפול
2<3x−1<11: שני תנאים יחד, פעולה אחת על שלוש צלעות.
מספר שלילי
−3x+5>2(x−1): לזכור להפוך סימן.
שברים
3x−1≥2: כפל במכנה (חיובי).
לינארי + ערך מוחלט
∣x−2∣<3 ו-x>0: חיתוך תחומים.
וגם
x>0 וגם x<5: רק התחום החופף.
או
x<−1 או x>3: שני תחומים נפרדים.
במה דומה אי-שוויון ∣x−3∣<2 למערכת x<5 וגם x>1?
חלק ב׳ · בדיקת ידע
מבחן מסכם
קראו כל שאלה בעיון. בשאלות בחירה סמנו תשובה אחת, ובשאלות פתוחות כתבו תשובה מלאה במקום המיועד.
1.מה קורה לכיוון אי-שוויון כשמחלקים במספר שלילי?
אהכיוון מתהפך
בהכיוון נשאר תמיד
גהסימן נמחק
דמקבלים תמיד שוויון
2.מה פתרון −2x<8?
אx>−4
בx<−4
גx>4
דx<4
3.מה השלב הראשון ב-3(2−x)<12?
אפתיחת סוגריים לקבלת 6−3x<12
בחלוקה מידית ב-x
גמחיקת הסוגריים בלי כפל
דהחלפת סימן בלי סיבה
4.מה פירוש פתרון כמו x≥2?
אכל המספרים הגדולים או שווים ל-2
ברק המספר 2
גכל המספרים הקטנים מ-2
דאין פתרון
5.איזו פעולה אינה משנה את כיוון הסימן?
אחיבור אותו מספר לשני האגפים
בחילוק במספר שלילי
גכפל במספר שלילי
דהחלפת אגפים בלי שינוי
6.למה כדאי להציב מספר מהתחום אחרי פתרון?
אכדי לבדוק שהתחום אכן מקיים את האי-שוויון
בכדי למצוא רק פתרון אחד
גכדי למחוק את הסימן
דכי אי אפשר לפתור אלגברית
7.מה פתרון 5−2x≥3x−10?
אx≤3
בx≥3
גx=3 בלבד
דx≤−3
8.מה פתרון 4(x−1)−3≤2x+5?
אx≤6
בx≥6
גx≤12
דx≥12
9.מה פתרון 7−3(2x+1)>16?
אx<−2
בx>−2
גx<2
דx>2
10.פתרו 2(x−3)+5≤4x−1.
אx≥0
בx≤0
גx≥4
דאין פתרון
11.פתרו −3x+5>2(x−1).
אx<57
בx>57
גx<75
דאין פתרון
12.פתרו 2<3x−1<11.
א1<x<4
ב1<x<11
ג−1<x<4
דx<4
13.פתרו 3x−1≥2.
אx≥7
בx≥6
גx≥5
דx>7
14.יש לי 200₪ לבילוי בחנות. כל ספר עולה 25₪. כמה ספרים לכל היותר אפשר לקנות?
אעד 8 ספרים
בעד 6
געד 4
דעד 200
15.סטודנט קיבל 70 ו-85. כדי לקבל ממוצע ≥80 בשלישי, מינימום?