Notað hlutleysureglur og andhverfureglur samlagningar og margföldunar
Notað reglur um núll
Einfaldað stæður með dreifireglu
Notið víxlreglu og tengireglu
Hugsum okkur að tvær tölur séu lagðar saman, til dæmis 5 og 3. Röðin sem við leggjum þær saman í hefur ekki áhrif á niðurstöðuna, er það nokkuð?
Niðurstöðurnar eru þær sömu.
Eins og við sjáum skiptir röðin sem við leggjum saman í ekki máli!
Hvað gerist þegar 5 og 3 ? eru margfaldaðar?
Aftur eru niðurstöðurnar þær sömu!
Röðin sem við margföldum í skiptir ekki máli!
Þessi dæmi sýna víxlregluna. Þegar lagt er saman eða margfaldað fæst sama niðurstaða þótt röðinni sé breytt.
Víxlreglan snýst um röð. Ef röð talnanna er breytt við samlagningu eða margföldun verður niðurstaðan sú sama.
En hvað um frádrátt? Skiptir röðin máli þegar tölur eru dregnar frá? Gefur 7 − 3 sömu niðurstöðu og 3 − 7 ??
Niðurstöðurnar eru ekki þær sömu.
Þar sem breyting á röðinni í frádrættinum gaf ekki sömu niðurstöðu vitum við að frádráttur er ekki víxlanlegur.
Skoðum hvað gerist þegar tveimur tölum er deilt. Er deiling víxlanleg?
Niðurstöðurnar eru ekki þær sömu.
Þar sem breyting á röðinni í deilingunni gaf ekki sömu niðurstöðu er deiling ekki víxlanleg. Víxlreglan gildir aðeins um samlagningu og margföldun!
Samlagning og margföldun eru víxlanlegar.
Frádráttur og deiling eru ekki víxlanleg.
Ef þið ættuð að einfalda þessa stæðu, hvernig mynduð þið gera það og hvert yrði svarið?
Sumir myndu fyrst reikna 7 + 8 er 15 og síðan 15 + 2 er 17 .. Aðrir gætu byrjað á 8 + 2 gefur 10 og síðan reiknað 7 + 10 gefur 17 ..
Báðar leiðir gefa sömu niðurstöðu. Munið að við notum hringsviga til að sýna hvaða reikniaðgerð eigi að framkvæma fyrst.
Leggið saman 7 + 8. Leggið saman.
( 7 + 8 ) + 2 15 + 2 17
Leggið saman 8 + 2. Leggið saman.
7 + ( 8 + 2 ) 7 + 10 17
( 7 + 8 ) + 2 = 7 + ( 8 + 2 )
Þegar þrjár tölur eru lagðar saman fæst sama niðurstaða þótt flokkun talnanna sé breytt.
Þetta gildir einnig um margföldun.
Margfaldið. 5 · 1/3 Margfaldið.
( 5 · 1/3 ) · 3 5/3 · 3 5
Margfaldið. 1/3 · 3. Margfaldið.
5 · ( 1/3 · 3 ) 5 · 1 5
Þegar þrjár tölur eru margfaldaðar fæst sama niðurstaða þótt flokkun talnanna sé breytt.
Þið vitið þetta líklega nú þegar en heitið gæti verið nýtt fyrir ykkur. Þessi dæmi sýna tengiregluna.
Skoðum aftur margföldunina . Við fengum sömu niðurstöðu með báðum leiðum en hvor leiðin var auðveldari? Ef og eru margfaldaðar fyrst, eins og sýnt er hægra megin hér að framan, hverfur brotið í fyrsta skrefi. Tengireglan getur auðveldað reikninginn!
Tengireglan snýst um flokkun. Ef við breytum því hvernig tölurnar eru flokkaðar verður niðurstaðan sú sama. Takið eftir að þetta eru sömu þrjár tölurnar í sömu röð; eini munurinn er flokkunin.
Við sáum að frádráttur og deiling eru ekki víxlanleg. Þessar aðgerðir uppfylla heldur ekki tengiregluna.
Þegar stæða er einfölduð er alltaf gott að skipuleggja skrefin. Til að sameina samkynja liði í næsta sýnidæmi notum við víxlreglu samlagningar til að rita samkynja liðina saman.
Dæmi 1.122
Einfaldið:
Lausn
18 p + 6 q + 15 p + 5 q
Notið víxlreglu samlagningar til að breyta röðinni þannig að samkynja liðir standi saman.
18 p + 15 p + 6 q + 5 q
Leggið saman samkynja liði.
33 p + 11 q
Þegar við þurfum að einfalda algebrustæður getum við oft auðveldað vinnuna með því að beita fyrst víxlreglu eða tengireglu í stað þess að fylgja forgangsröð reikniaðgerða sjálfkrafa. Þegar almenn brot eru lögð saman eða dregin frá skal fyrst sameina þau sem hafa sama nefnara.
Dæmi 1.123
Einfaldið:
Lausn
( + ) +
Takið eftir að síðustu 2 liðirnir hafa sama nefnara og breytið því flokkuninni.
+ ( + )
Leggið fyrst saman innan sviga.
+ ( )
Styttið brotið.
+ 1
Leggið saman.
1
Breytið í óeiginlegt brot.
Dæmi 1.124
Notið tengireglu til að einfalda
Lausn
6 ( 3 x )
Breytið flokkuninni.
( 6 · 3 ) x
Margfaldið innan sviganna.
18 x
Takið eftir að við getum margfaldað en við gætum ekki margfaldað 3 x án þess að þekkja gildi x.
Notið hlutleysureglur og andhverfureglur samlagningar og margföldunar
Hvað gerist þegar 0 er lagt við hvaða tölu sem er? Gildið breytist ekki þegar 0 er lagt við. Þess vegna köllum við 0 samlagningarhlutleysu.
Til dæmis
Þessi dæmi sýna hlutleysureglu samlagningar, sem segir að fyrir sérhverja rauntölu a , gildi a + 0 = a og 0 + a = a ..
Hvað gerist þegar hvaða tala sem er er margfölduð með einum? Gildið breytist ekki þegar margfaldað er með 1. Þess vegna köllum við 1 margföldunarhlutleysu.
Til dæmis
Þessi dæmi sýna hlutleysureglu margföldunar, sem segir að fyrir sérhverja rauntölu a , gildi a · 1 = a og 1 · a = a ..
Hlutleysureglurnar eru teknar saman hér fyrir neðan.
Takið eftir að í báðum tilvikum var talan sem vantaði samlagningarandhverfa tölunnar!
Við köllum samlagningarandhverfu a. Samlagningarandhverfa tölu er talan með gagnstæðu formerki. Summa tölu og samlagningarandhverfu hennar er núll, sem er samlagningarhlutleysan. Þetta leiðir til andhverfureglu samlagningar, sem gildir fyrir sérhverja rauntölu . Munið að summa tölu og samlagningarandhverfu hennar er núll.
Hvaða tala margfölduð með gefur margföldunarhlutleysuna 1? Með öðrum orðum, hvað þarf að margfalda með til að fá 1?
Hvaða tala margfölduð með 2 gefur margföldunarhlutleysuna 1? Með öðrum orðum, hvað þarf að margfalda 2 með til að fá 1?
Takið eftir að í báðum tilvikum var talan sem vantaði margföldunarandhverfa tölunnar!
Við köllum 1/a margföldunarandhverfu a. Margföldunarandhverfa tölunnar a er talan sem gefur einn þegar hún er margfölduð með henni. Margfeldi tölu og margföldunarandhverfu hennar er einn, sem er margföldunarhlutleysan. Þetta leiðir til andhverfureglu margföldunar, sem gildir fyrir sérhverja rauntölu a , a ≠ 0 , a · 1/a = 1 ..
Setjum andhverfureglurnar nú fram með formlegum hætti:
Dæmi 1.125
Finnið samlagningarandhverfu ⓐⓑⓒⓓ
Lausn
Til að finna samlagningarandhverfuna finnum við töluna með gagnstæðu formerki.
ⓐ Samlagningarandhverfa 5/8 er talan með gagnstæðu formerki við 5/8 .. Samlagningarandhverfa 5/8 er − 5/8 ..
ⓑ Samlagningarandhverfa 0.6 er talan með gagnstæðu formerki við 0.6. Samlagningarandhverfa 0.6 er −0.6 ..
ⓒ Samlagningarandhverfa er talan með gagnstæðu formerki við . Við ritum töluna með gagnstæðu formerki við sem og einföldum síðan í 8. Því er samlagningarandhverfa talan 8.
ⓓ Samlagningarandhverfa − 4/3 er talan með gagnstæðu formerki við − 4/3 .. Við ritum þetta sem − ( − 4/3 ) , og einföldum síðan í 4/3 .. Því er samlagningarandhverfa − 4/3 talan 4/3 ..
Dæmi 1.126
Finnið margföldunarandhverfu ⓐⓑⓒ
Lausn
Til að finna margföldunarandhverfuna snúum við teljara og nefnara við.
ⓐ Margföldunarandhverfa 9 fæst með því að snúa 9 við, sem gefur 1/9 .. Því er margföldunarandhverfa 9 talan 1/9 ..
ⓑ Margföldunarandhverfa − 1/9 fæst með því að snúa − 1/9 , við, sem gefur −9 .. Því er margföldunarandhverfa − 1/9 talan −9 ..
ⓒ Til að finna margföldunarandhverfu 0.9 breytum við fyrst 0.9 í almenna brotið 9/10 .. Síðan snúum við brotinu við. Þegar 9/10 er snúið við fæst 10/9 .. Því er margföldunarandhverfa 0.9 talan 10/9 ..
Notið reglur um núll
Hlutleysuregla samlagningar segir að þegar 0 er lagt við hvaða tölu sem er verði niðurstaðan sama tala. Hvað gerist þegar tala er margfölduð með 0? Þegar margfaldað er með 0 verður margfeldið núll.
En hvað um deilingu þar sem núll kemur við sögu? Hvað er ? Hugsum um raunverulegt dæmi: Ef engar smákökur eru í kökukrukkunni og 3 eiga að skipta þeim á milli sín, hversu margar smákökur fær hver? Engar smákökur eru til skiptanna og því fær hver 0 smákökur. Því gildir
Við getum sannreynt deilinguna með samsvarandi margföldun.
Við vitum því að 0 ÷ 3 = 0 vegna þess að 0 · 3 = 0 ..
Hugsum nú um deilingu 4 með 0. Samsvarandi margföldun, , merkir . Er til tala sem margfölduð með 0 gefur 4? Þar sem sérhver rauntala margfölduð með 0 gefur 0 er engin rauntala sem hægt er að margfalda með 0 til að fá 4.
Við ályktum að eigi ekkert svar og segjum því að deiling með 0 sé óskilgreind.
Reglurnar um núll eru teknar saman hér fyrir neðan.
Dæmi 1.127
Einfaldið: ⓐⓑⓒ
Lausn
ⓐ Margfeldi sérhverrar rauntölu og 0 er 0.
−8 · 0 0
ⓑ Margfeldi sérhverrar rauntölu og 0 er 0.
0/−2 0
ⓒ Deiling með 0 er óskilgreind.
− Óskilgreint
Nú æfum við okkur í að nota hlutleysureglur, andhverfureglur og reglur um núll til að einfalda stæður.
Dæmi 1.128
Einfaldið: ⓐ þar sem ⓑ þar sem
Lausn
ⓐ Núll deilt með sérhverri rauntölu annarri en núlli er 0.
0/n + 5 0
ⓑ Deiling með 0 er óskilgreind.
10 − 3 p/0 Óskilgreint
Dæmi 1.129
Einfaldið:
Lausn
−84 n + ( −73 n ) + 84 n
Takið eftir að fyrsti og þriðji liðurinn eru samlagningarandhverfur. Notið víxlreglu samlagningar til að breyta röð liðanna.
−84 n + 84 n + ( −73 n )
Leggið saman frá vinstri til hægri.
0 + ( −73 n )
Leggið saman.
−73 n
Nú sjáum við hvernig það hjálpar að þekkja margföldunarandhverfur. Áður en margfaldað er frá vinstri til hægri skulið þið leita að margföldunarandhverfum; margfeldi þeirra er 1.
Dæmi 1.130
Einfaldið:
Lausn
· ·
Takið eftir að fyrsti og þriðji þátturinn eru margföldunarandhverfur. Notið því víxlreglu margföldunar til að breyta röð þáttanna.
· ·
Margfaldið frá vinstri til hægri.
1 ·
Margfaldið.
Dæmi 1.131
Einfaldið:
Lausn
· ( 6 x + 12 )
Ekkert er hægt að reikna innan sviganna og því margföldum við fyrst brotin tvö; takið eftir að þau eru margföldunarandhverfur.
1 ( 6 x + 12 )
Einfaldið með því að þekkja margföldunarhlutleysuna.
6 x + 12
Einfaldið stæður með dreifireglu
Hugsum okkur að þrír vinir ætli í bíó. Hvert þeirra þarf $9.25 til að greiða fyrir miðann, sem samsvarar 9 dölum og 1 fjórðungsmynt. Hversu mikla peninga þurfa þau samtals?
Hægt er að reikna dalina og fjórðungsmyntina sitt í hvoru lagi. Þau þurfa 3 sinnum $9, sem eru $27, og 3 sinnum 1 fjórðungsmynt, sem eru 75 sent. Samtals þurfa þau $27.75. Þegar reiknað er á þennan hátt er dreifireglan notuð.
Snúum aftur að vinunum í bíóinu. Heildarupphæðina sem þau þurfa má finna svona:
Í algebru notum við dreifireglu til að fjarlægja sviga þegar við einföldum stæður.
Ef við eigum til dæmis að einfalda stæðuna segir forgangsröð reikniaðgerða að byrja eigi innan sviganna. En ekki er hægt að leggja x og 4 saman þar sem þau eru ekki samkynja liðir. Því notum við dreifiregluna eins og sýnt er í sýnidæmi 1.132.
Dæmi 1.132
Einfaldið:
Lausn
3 ( x + 4 )
Beitið dreifireglu.
3 · x + 3 · 4
Margfaldið.
3 x + 12
Sumum nemendum finnst gagnlegt að teikna örvar til að minna sig á hvernig dreifireglunni er beitt. Þá liti fyrsta skrefið í sýnidæmi 1.132 svona út:
Dæmi 1.133
Einfaldið:
Lausn
Beitið dreifireglu.
Margfaldið.
Notkun dreifireglunnar eins og sýnt er í sýnidæmi 1.134 kemur að miklu gagni þegar við leysum verkefni um peninga í síðari köflum.
Dæmi 1.134
Einfaldið:
Lausn
Beitið dreifireglu.
Margfaldið.
Þegar dreifireglu er beitt á neikvæða tölu verðum við að gæta sérstaklega vel að formerkjunum!
Dæmi 1.135
Einfaldið:
Lausn
Beitið dreifireglu.
Margfaldið.
Dæmi 1.136
Einfaldið:
Lausn
Beitið dreifireglu.
Margfaldið.
Einfaldið.
Takið eftir að einnig mætti rita niðurstöðuna sem . Vitið þið hvers vegna?
Sýnidæmi 1.137 sýnir hvernig dreifireglan er notuð til að finna samlagningarandhverfu stæðu.
Dæmi 1.137
Einfaldið:
Lausn
( y + 5 )
Margföldun með −1 gefur samlagningarandhverfuna.
−1 ( y + 5 )
Beitið dreifireglu.
−1 · y + ( −1 ) · 5
Einfaldið.
− y + ( −5 )
− y − 5
Stundum þarf að nota dreifiregluna sem hluta af forgangsröð reikniaðgerða. Byrjið á að skoða svigana. Ef ekki er hægt að einfalda stæðuna innan þeirra er næsta skref að margfalda með dreifireglunni og fjarlægja þannig svigana. Næstu tvö dæmi sýna þetta.
Dæmi 1.138
Einfaldið:
Gætið þess að fylgja forgangsröð reikniaðgerða. Margföldun kemur á undan frádrætti og því beitum við dreifireglu fyrst með 2 og drögum síðan frá.
Lausn
8 − 2 ( x + 3 )
Beitið dreifireglu.
8 − 2 · x − 2 · 3
Margfaldið.
8 − 2 x − 6
Sameinið samkynja liði.
−2 x + 2
Dæmi 1.139
Einfaldið:
Lausn
4 ( x − 8 ) − ( x + 3 )
Beitið dreifireglu.
4 x − 32 − x − 3
Sameinið samkynja liði.
3 x − 35
Allar reiknireglur rauntalna sem við höfum notað í þessum kafla eru teknar saman í töflu 1.57.
Víxlregla
samlagningar: Ef a , b eru rauntölur, gildir víxlreglan; margföldunar: Ef a , b eru rauntölur, gildir víxlreglan.
a + b = b + a a · b = b · a
Tengiregla
samlagningar: Ef a , b , c eru rauntölur, gildir tengireglan; margföldunar: Ef a , b , c eru rauntölur, gildir tengireglan.
( a + b ) + c = a + ( b + c ) ( a · b ) · c = a · ( b · c )
Dreifiregla
Ef a , b , c eru rauntölur gildir dreifireglan.
Hlutleysuregla
samlagningar — fyrir sérhverja rauntölu a :a : er 0 samlagningarhlutleysan; margföldunar — fyrir sérhverja rauntölu a : 1a : er 1 margföldunarhlutleysan.
a + 0 = a 0 + a = a a · 1 = a 1 · a = a
Andhverfuregla
samlagningar — fyrir sérhverja rauntölu a , a , − aer − a samlagningarandhverfa a; a margföldunar — fyrir sérhverja rauntölu a , a a , a ≠ 0 1/a≠ 0 er 1/a margföldunarandhverfa a . a .
a + ( − a ) = 0 a · 1/a = 1
Reglur um núll
Fyrir sérhverja rauntölu a; fyrir sérhverja rauntölu a , a ≠ 0; fyrir sérhverja a , a ≠ 0rauntölu a , a ≠ 0. a , a ≠ 0
Æfingar úr kafla 1.9
Æfingin skapar meistarann
Notið víxlreglu og tengireglu
Notið tengireglu til að einfalda í eftirfarandi æfingum.
723.
3(4x)
724.
4(7m)
725.
726.
Einfaldið í eftirfarandi æfingum.
727.
728.
729.
730.
731.
732.
733.
734.
735.
17(0.25)(4)
736.
36(0.2)(5)
737.
[2.48(12)](0.5)
738.
[9.731(4)](0.75)
739.
7(4a)
740.
9(8w)
741.
742.
743.
744.
745.
746.
747.
748.
749.
750.
Notið hlutleysureglur og andhverfureglur samlagningar og margföldunar
Finnið samlagningarandhverfu hverrar tölu í eftirfarandi æfingum.
751.
ⓐⓑ 4.3 ⓒ ⓓ
752.
ⓐ ⓑ 2.1 ⓒⓓ
753.
ⓐⓑⓒ 23 ⓓ
754.
ⓐⓑⓒ 52 ⓓ
Finnið margföldunarandhverfu hverrar tölu í eftirfarandi æfingum.
755.
ⓐ 6 ⓑⓒ 0.7
756.
ⓐ 12 ⓑⓒ 0.13
757.
ⓐⓑⓒ
758.
ⓐⓑⓒ
Notið reglur um núll
Einfaldið í eftirfarandi æfingum.
759.
760.
761.
762.
763.
764.
765.
766.
Blandaðar æfingar
Einfaldið í eftirfarandi æfingum.
767.
768.
769.
770.
771.
þar sem
772.
þar sem
773.
þar sem
774.
þar sem
775.
þar sem
776.
þar sem
777.
þar sem
778.
þar sem
779.
780.
Einfaldið stæður með dreifireglu
Einfaldið með dreifireglu í eftirfarandi æfingum.
781.
782.
783.
784.
785.
786.
787.
788.
789.
790.
791.
792.
793.
794.
795.
796.
797.
798.
799.
800.
801.
802.
803.
804.
805.
806.
807.
808.
809.
810.
811.
812.
813.
814.
815.
816.
Stærðfræði daglegs lífs
817.
Greiðsluþátttaka vegna tannlækninga. Carrie þurfti að fá 5 fyllingar. Hver fylling kostaði $80. Samkvæmt tannlæknatryggingunni þurfti hún sjálf að greiða 20% kostnaðarins. Reiknið greiðsluþátttöku Carrie:
ⓐ Fyrst með því að margfalda 0.20 með 80 til að finna greiðsluþátttöku hennar fyrir hverja fyllingu og margfalda síðan svarið með 5 til að finna heildargreiðsluþátttöku hennar fyrir 5 fyllingar.
ⓑ Síðan með því að margfalda [5(0.20)](80)
ⓒ Hvaða reikniregla rauntalna segir að svörin í a-lið, þar sem þið margfölduðuð 5[(0.20)(80)], og b-lið, þar sem þið margfölduðuð [5(0.20)](80), eigi að vera jöfn?
818.
Eldunartími. Helen keypti kalkún sem vó 24 pund fyrir þakkargjörðarkvöldverð fjölskyldunnar og vill vita hvenær hún á að setja hann í ofninn. Hún ætlar að miða við 20 mínútna eldunartíma fyrir hvert pund. Reiknið hve lengi þarf að steikja kalkúninn:
ⓐ Fyrst með því að margfalda til að finna heildarfjölda mínútna og margfalda síðan svarið með til að breyta mínútum í klukkustundir.
ⓑ Síðan með því að margfalda
ⓒ Hvaða reikniregla rauntalna segir að svörin í a-lið, þar sem þið margfölduðuð , og b-lið, þar sem þið margfölduðuð , eigi að vera jöfn?
819.
Kaup í heilum kössum. Matvöruverslanir Trader Joe’s seldu vínflösku sem þær kölluðu „Two Buck Chuck“ á $1.99. Þær seldu kassa með 12 flöskum á $23.88. Til að finna verð 12 flaskna á $1.99 hver skal athuga að 1.99 er
ⓐ Margfaldið 12(1.99) með því að beita dreifireglu til að margfalda
ⓑ Var hagstæðara að kaupa „Two Buck Chuck“ í heilum kassa?
820.
Kaup á fjölpakkningu. Hver flaska af sjampóinu sem Adele notar kostar $3.99 í matvöruversluninni. Í vöruhúsaversluninni er sama sjampó selt í 3 flaskna pakkningu á $10.49. Til að finna verð 3 flaskna á $3.99 hver skal athuga að 3.99 er
ⓐ Margfaldið 3(3.99) með því að beita dreifireglu til að margfalda
ⓑ Hversu mikið myndi Adele spara með því að kaupa 3 flöskur í vöruhúsaversluninni í stað matvöruverslunarinnar?
Ritunarverkefni
821.
Lýsið víxlreglu samlagningar með eigin orðum.
822.
Hver er munurinn á samlagningarandhverfu tölu og margföldunarandhverfu hennar?
823.
Einfaldið með dreifireglu og útskýrið hvert skref.
824.
Útskýrið hvernig hægt er að margfalda 4($5.97) án þess að nota blað eða reiknivél með því að líta á $5.97 sem og beita síðan dreifireglu.
Sjálfsmat
ⓐ Þegar þið hafið lokið við verkefnin skuluð þið nota þennan gátlista til að meta hversu vel þið hafið náð markmiðum hlutans.
ⓑ Hvað ætlið þið að gera eftir að hafa farið yfir gátlistann til að öðlast öryggi í öllum markmiðunum?