7.2 Víxlreglur og tengireglur – Fornám í stærðfræði, 2. útgáfa (IS) | Námsgögn
77 Eiginleikar rauntalna
7.2 Víxlreglur og tengireglur
7.2 Víxlreglur og tengireglur
Námsmarkmið
Í lok þessa kafla eigið þið að geta:
Notað víxlreglu og tengireglu
Reikna gildi stæða með víxlreglum og tengireglum
Einfalda stæður með víxlreglum og tengireglum
Í næstu köflum skoðum við eiginleika rauntalna. Margir þeirra lýsa atriðum sem þið þekkið þegar, en gagnlegt er að gefa eiginleikunum heiti og skilgreina þá formlega. Þá getum við vísað til þeirra og notað þá þegar við leysum jöfnur í næsta kafla.
Notið víxlreglu og tengireglu
Hugsið um samlagningu tveggja talna, til dæmis og
Niðurstaðan er sú sama.
Takið eftir að röð talnanna skiptir ekki máli við samlagningu. Hið sama gildir um margfeldi talnanna og
Aftur er niðurstaðan sú sama! Röð talnanna skiptir ekki máli við margföldun.
Þessi dæmi sýna víxlreglur samlagningar og margföldunar.
Víxlreglur snúast um röð. Ef röð talnanna er breytt við samlagningu eða margföldun verður niðurstaðan sú sama.
Dæmi 7.5
Notið víxlreglurnar til að umrita eftirfarandi stæður:
ⓐ −1 +3 = _____
ⓑ4·9=_____
Lausn
ⓐ
− 1 + 3 = _ _ _ _ _ −1 + 3 = _____
Notið víxlreglu samlagningar til að breyta röðinni.
− 1 + 3 = 3 + ( − 1 ) −1 + 3 = 3 + ( −1 )
ⓑ
4 · 9 = _ _ _ _ _ 4 · 9 = _____
Notið víxlreglu margföldunar til að breyta röðinni.
4 · 9 = 9 · 4
En hvað um frádrátt? Skiptir röðin máli þegar tölur eru dregnar frá? Gefur sömu niðurstöðu og
Þar sem breytt röð við frádrátt gaf ekki sömu niðurstöðu uppfyllir frádráttur ekki víxlreglu.
Skoðum hvað gerist þegar tveimur tölum er deilt. Er deiling víxlanleg?
Þar sem breytt röð við deilingu gaf ekki sömu niðurstöðu uppfyllir deiling ekki víxlreglu.
Samlagning og margföldun uppfylla víxlreglu. Frádráttur og deiling gera það ekki.
Gerum ráð fyrir að þið eigið að einfalda þessa stæðu.
Hvernig mynduð þið fara að og hvert yrði svarið?
Sumir myndu hugsa að og síðan að Aðrir gætu byrjað á að og síðan að
Báðar leiðir gefa sömu niðurstöðu eins og sýnt er á mynd 7.3 . (Munið að svigar eru flokkunartákn sem sýna hvaða reikniaðgerðir á að framkvæma fyrst.)
Þegar þremur tölum er lagt saman breytist niðurstaðan ekki þótt flokkun talnanna breytist. Þetta nefnist tengiregla samlagningar.
Sama lögmál gildir einnig um margföldun. Gerum ráð fyrir að við viljum reikna gildi eftirfarandi stæðu:
Breytt flokkun talnanna gefur sömu niðurstöðu eins og sýnt er á mynd 7.4 .
Þegar þrjár tölur eru margfaldaðar breytist niðurstaðan ekki þótt flokkun talnanna breytist. Þetta nefnist tengiregla margföldunar.
Ef við margföldum þrjár tölur hefur breytt flokkun ekki áhrif á margfeldið.
Þið vitið þetta líklega nú þegar, en hugtökin kunna að vera ný. Þessi dæmi sýna tengireglurnar.
Takið eftir að er Margföldunin verður auðveldari ef við flokkum eins og sýnt er hægra megin.
Auk þess að nota tengireglurnar til að auðvelda útreikninga notum við þær oft til að einfalda stæður með breytum.
Dæmi 7.7
Notið tengireglu margföldunar til að einfalda:
Lausn
6 ( 3 𝑥 ) 6 ( 3 x )
Breytið flokkuninni.
( 6 · 3 ) 𝑥 ( 6 · 3 ) x
Margfaldið innan sviganna.
1 8 𝑥 18 x
Takið eftir að við getum margfaldað en gætum ekki margfaldað án þess að þekkja gildi
Reikna gildi stæða með víxlreglum og tengireglum
Víxlreglur og tengireglur geta auðveldað útreikning á gildi sumra algebrustæða. Þar sem röðin skiptir ekki máli þegar þrír eða fleiri liðir eru lagðir saman eða margfaldaðir getum við endurraðað og endurflokkað liðum til að auðvelda vinnuna, eins og næstu dæmi sýna.
Dæmi 7.8
Reiknið gildi hvorrar stæðu þegar
ⓐ 𝑥+0.37+(−𝑥)
ⓑ 𝑥+(−𝑥)+0.37
Lausn
ⓐ
Setjið í stað x .
Breytið almennum brotum í tugabrot.
Leggið saman frá vinstri til hægri.
Dragið frá.
ⓑ
Setjið í stað x.
Leggið samlagningarandhverfurnar saman fyrst.
Hver var munurinn á a-lið og b-lið? Aðeins röðin breyttist. Samkvæmt víxlreglu samlagningar er En var b-liður ekki miklu auðveldari?
Skoðum eitt dæmi í viðbót, nú með margföldun.
Dæmi 7.9
Reiknið gildi hvorrar stæðu þegar
ⓐ43(34𝑛)
ⓑ(43·34)𝑛
Lausn
ⓐ
Setjið 17 í stað n.
Margfaldið fyrst innan sviganna.
Margfaldið aftur.
ⓑ
Setjið 17 í stað n.
Margfaldið. Margfeldi margföldunarandhverfa er 1.
Margfaldið aftur.
Hver var munurinn á a-lið og b-lið hér? Aðeins flokkunin breyttist. Samkvæmt tengireglu margföldunar er Með því að velja flokkun þáttanna af kostgæfni getum við auðveldað útreikninginn.
Einfalda stæður með víxlreglum og tengireglum
Þegar við einföldum algebrustæður getum við oft auðveldað vinnuna með því að beita fyrst víxlreglu eða tengireglu í stað þess að fylgja forgangsröð reikniaðgerða sjálfkrafa. Takið eftir að í dæmi 7.8 var b-liður auðveldari en a-liður vegna þess að samlagningarandhverfurnar voru hlið við hlið og summa þeirra er Á sama hátt var b-liður í dæmi 7.9 auðveldari vegna þess að margföldunarandhverfurnar voru flokkaðar saman og margfeldi þeirra er Í næstu dæmum notum við talnaskilning okkar til að finna leiðir til að beita þessum reglum og auðvelda vinnuna.
Dæmi 7.10
Simplify: −84𝑛+(−73𝑛)+84𝑛.
Lausn
Takið eftir að fyrsti og þriðji liðurinn eru samlagningarandhverfur. Við getum því notað víxlreglu samlagningar til að endurraða liðunum.
Nú sjáum við hvernig það hjálpar að þekkja margföldunarandhverfur. Áður en margfaldað er frá vinstri til hægri skulið þið leita að margföldunarandhverfum, því margfeldi þeirra er
Dæmi 7.11
Simplify: 715·823·157.
Lausn
Takið eftir að fyrsti og þriðji þátturinn eru margföldunarandhverfur. Við getum því notað víxlreglu margföldunar til að endurraða þáttunum.
7 1 5 · 8 2 3 · 1 5 7 · ·
Endurraðið liðunum.
7 1 5 · 1 5 7 · 8 2 3 · ·
Margfaldið frá vinstri til hægri.
1 · 8 2 3 1 ·
Margfaldið.
8 2 3
Í stæðum þar sem leggja þarf saman eða draga frá þrjú eða fleiri brot skulið þið byrja á að sameina þau sem hafa samnefnara.
Dæmi 7.12
Simplify: (513+34)+14.
Lausn
Takið eftir að annar og þriðji liðurinn hafa samnefnara. Útreikningurinn verður því auðveldari ef flokkuninni er breytt.
( 5 1 3 + 3 4 ) + 1 4 ( + ) +
Flokkið saman liðina sem hafa samnefnara.
5 1 3 + ( 3 4 + 1 4 ) + ( + )
Leggið fyrst saman innan sviganna.
5 1 3 + ( 4 4 ) + ( )
Styttið brotið.
5 1 3 + 1 + 1
Leggið saman.
1 5 1 3 1
Breytið í óeiginlegt brot.
1 8 1 3
Þegar þrír eða fleiri liðir með tugabrotum eru lagðir saman eða dregnir frá skulið þið leita að liðum sem saman gefa heilar tölur.
Dæmi 7.13
Simplify: (6.47𝑞+9.99𝑞)+1.01𝑞.
Lausn
Takið eftir að summa annars og þriðja stuðulsins er heil tala.
Margir hafa góðan talnaskilning þegar þeir fást við peninga. Hugsið um að leggja saman sent og sent. Sjáið þið hvernig þetta tengist samlagningunni
Hvað sem þið eruð að gera er alltaf gott að hugsa fram í tímann. Þegar þið einfaldið stæðu skulið þið íhuga hver skrefin verða. Næsta dæmi sýnir hvernig tengiregla margföldunar getur auðveldað vinnuna ef þið skipuleggið hana fyrir fram.
Dæmi 7.14
Einfaldið stæðuna:
Lausn
Takið eftir að auðveldara er að margfalda en vegna þess að útkoman er heil tala. (Hugsið ykkur fjórðungsdollara, sem eru
Þegar við einföldum stæður sem innihalda breytur getum við notað víxlreglur og tengireglur til að endurraða eða endurflokka liðum, eins og næstu tvö dæmi sýna.
Dæmi 7.15
Einfaldið:
Lausn
6 ( 9 𝑥 ) 6 ( 9 x )
Notið tengireglu margföldunar til að endurflokka.
( 6 · 9 ) 𝑥 ( 6 · 9 ) x
Margfaldið innan sviganna.
5 4 𝑥 54 x
Í kaflanum Tungumál algebrunnar lærðum við að sameina samkynja liði með því að endurraða stæðu þannig að samkynja liðir væru saman. Við einfölduðum stæðuna með því að umrita hana sem og einfölduðum hana síðan í Þar beittum við víxlreglu samlagningar.
Dæmi 7.16
Simplify: 18𝑝+6𝑞+(−15𝑝)+5𝑞.
Lausn
Notið víxlreglu samlagningar til að endurraða þannig að samkynja liðir séu saman.
Í eftirfarandi æfingum skulið þið nota víxlreglurnar til að umrita gefna stæðu.
20.
8+9=___
21.
7+6=___
22.
8(−12)=___
23.
7(−13)=___
24.
(−19)(−14)=___
25.
(−12)(−18)=___
26.
−11+8=___
27.
−15+7=___
28.
𝑥+4=___
29.
𝑦+1=___
30.
−2𝑎=___
31.
−3𝑚=___
Í eftirfarandi æfingum skulið þið nota tengireglurnar til að umrita gefna stæðu.
32.
(11+9)+14=___
33.
(21+14)+9=___
34.
(12·5)·7=___
35.
(14·6)·9=___
36.
(−7+9)+8=___
37.
(−2+6)+7=___
38.
(16·45)·15=___
39.
(13·23)·18=___
40.
3(4𝑥)=___
41.
4(7𝑥)=___
42.
(12+𝑥)+28=___
43.
(17+𝑦)+33=___
Reikna gildi stæða með víxlreglum og tengireglum
Í eftirfarandi æfingum skulið þið reikna gildi hverrar stæðu fyrir gefið gildi.
44.
Ef reiknið þá gildið:
ⓐ 𝑦 +0.49 +(−𝑦)
ⓑ 𝑦 +(−𝑦) +0.49
45.
Ef reiknið þá gildið:
ⓐ 𝑧 +0.97 +(−𝑧)
ⓑ 𝑧 +(−𝑧) +0.97
46.
Ef reiknið þá gildið:
ⓐ 𝑐 +3.125 +(−𝑐)
ⓑ 𝑐 +(−𝑐) +3.125
47.
Ef reiknið þá gildið:
ⓐ 𝑑 +2.375 +(−𝑑)
ⓑ 𝑑 +(−𝑑) +2.375
48.
Ef reiknið þá gildið:
ⓐ 56(65𝑗)
ⓑ (56·65)𝑗
49.
Ef reiknið þá gildið:
ⓐ 413(134𝑘)
ⓑ (413·134)𝑘
50.
Ef reiknið þá gildið:
ⓐ −37(73𝑚)
ⓑ (−37·73)𝑚
51.
Ef reiknið þá gildið:
ⓐ −521(215𝑛)
ⓑ (−521·215)𝑛
Einfalda stæður með víxlreglum og tengireglum
Einfaldið í eftirfarandi æfingum.
52.
−45𝑎+15+45𝑎
53.
9𝑦+23+(−9𝑦)
54.
12+78+(−12)
55.
25+512+(−25)
56.
320·4911·203
57.
1318·257·1813
58.
712·917·247
59.
310·1323·503
60.
−24·7·38
61.
−36·11·49
62.
(56+815)+715
63.
(112+49)+59
64.
513+34+14
65.
815+57+27
66.
(4.33𝑝+1.09𝑝)+3.91𝑝
67.
(5.89𝑑+2.75𝑑)+1.25𝑑
68.
17(0.25)(4)
69.
36(0.2)(5)
70.
[2.48(12)](0.5)
71.
[9.731(4)](0.75)
72.
7(4𝑎)
73.
9(8𝑤)
74.
−15(5𝑚)
75.
−23(2𝑛)
76.
12(56𝑝)
77.
20(35𝑞)
78.
14𝑥+19𝑦+25𝑥+3𝑦
79.
15𝑢+11𝑣+27𝑢+19𝑣
80.
43𝑚+(−12𝑛)+(−16𝑚)+(−9𝑛)
81.
−22𝑝+17𝑞+(−35𝑝)+(−27𝑞)
82.
38𝑔+112ℎ+78𝑔+512ℎ
83.
56𝑎+310𝑏+16𝑎+910𝑏
84.
6.8𝑝+9.14𝑞+(−4.37𝑝)+(−0.88𝑞)
85.
9.6𝑚+7.22𝑛+(−2.19𝑚)+(−0.65𝑛)
Stærðfræði daglegs lífs
86.
Frímerki Allie og Loren þurfa að kaupa frímerki. Allie þarf fjögur frímerki og níu frímerki. Loren þarf átta frímerki og þrjú frímerki.
ⓐ Hvað kosta frímerki Allie?
ⓑ Hvað kosta frímerki Loren?
ⓒ Hver er heildarkostnaðurinn við frímerki stúlknanna?
ⓓ Hversu mörg frímerki þurfa stúlkurnar samtals? Hvað kosta þau?
ⓔ Hversu mörg frímerki þurfa stúlkurnar samtals? Hvað kosta þau?
87.
Talning reiðufjár. Grant er að telja saman reiðufé frá fjáröflunarkvöldverði. Í einu umslagi eru tuttugu og þrír seðlar, átján seðlar og þrjátíu og fjórir seðlar. Í öðru umslagi eru fjórtán seðlar, níu seðlar og tuttugu og sjö seðlar.
ⓐ Hversu mikið fé er í fyrra umslaginu?
ⓑ Hversu mikið fé er í seinna umslaginu?
ⓒ Hvert er heildarverðmæti alls reiðufjárins?
ⓓ Hvert er heildarverðmæti allra seðlanna?
ⓔ Hvert er heildarverðmæti allra seðlanna?
ⓕ Hvert er heildarverðmæti allra seðlanna?
Ritunarverkefni
88.
Lýsið víxlreglu samlagningar með eigin orðum og útskýrið hvers vegna hún er gagnleg.
89.
Lýsið tengireglu margföldunar með eigin orðum og útskýrið hvers vegna hún er gagnleg.
Sjálfsmat
ⓐ Þegar þið hafið lokið við verkefnin skuluð þið nota þennan gátlista til að meta hversu vel þið hafið náð markmiðum kaflans.
ⓑ Hvað ætlið þið að gera eftir að hafa farið yfir gátlistann til að öðlast öryggi í öllum markmiðunum?