Comments
• Note that Mary’s last step (deducing that x = −1 from x3 = −1) involved
canceling a zero factor:
x3 = −1
⇒ x3 +1=0
⇒ (x + 1)(x2 − x + 1) = 0
⇒ x = −1, or x2 − x +1=0
(The latter equation in the last step is equivalent to the original equation.)
For more about canceling a zero factor, see Activity 1.
• Introducing false solutions by faulty algebraic manipulation is a very common
error. This activity illuminates this error and provides you with an opportunity
to focus students’ attention on the logic underlying the solution of equations.
In particular, the activity demonstrates the risk of applying a nonreversible
step when solving an equation.
Let’s take a careful look at the logic behind solving an equation. Suppose we start
with an equation of the form ƒ(x) = 0. Solving this equation involves applying a
number of different algebraic operations, such as cross-multiplying, transposing,
factoring, and so on. Our goal is to transform the equation to the form g(x) = 0,
from which solutions can be easily obtained.
For example, the equation x3 + 2x2 − x − 2 = 0 becomes, after factoring,
(x − 1)(x + 1)(x + 2) = 0, and the solutions are x = −1, x = 1, and x = −2.
Similarly, the trigonometric equation cos x + sin x = 0 becomes sin(x + 45) = 0,
giving solutions x = −45 + n180(n ∈ Z).
KEY CONCEPTS
• Equations, cubic
• Equations, quadratic
• Nonreversible steps
• Solutions, extraneous
• Solutions, lost
During the process of converting the original equation ƒ(x) = 0 to the solvable
equation g(x) = 0, it is important that no solutions are lost and no false solutions
are introduced. The process of converting the original equation ƒ(x) = 0 to the
solvable equation g(x) = 0 is usually called the solution process. If at every stage
of the solution process the steps of the process are reversible, so that ƒ(x)=0
⇔ g(x) = 0, then the solutions read off from g(x) = 0 are precisely the same as
those satisfying ƒ(x) = 0, no more, no less. However, if the manipulations are
not reversible, and we have only the one-way implication ƒ(x) = 0 ⇒ g(x) = 0,
then {x: ƒ(x) = 0} ⊂
≠ {x: g(x) = 0} and there are solutions of g(x) = 0 that are
not solutions of ƒ(x) = 0.
Example: Solve for x: x+1 − x + 1 = 0.
x+1 − x +1=0
⇔ x+1 = x − 1
⇒ x +1=(x − 1)2
⇔ x2 − 3x = 0
⇔ x(x − 3) = 0
⇔ x = 0, or x = 3.
Only x = 3 is a solution of the original equation. Note that x
+1 = x − 1 ⇒
x +1=(x − 1)2 is a nonreversible step—it was here that the false solution was
introduced.
Sometimes solutions are lost when an algebraic step is used that is not valid
because the logical implication is in the wrong direction.
Example: Solve for x: log x2 = 2 log 3.
log x2 = 2 log 3
2 log x = 2 log 3
log x = log 3
x = 3.
However, another solution of log x2 = 2 log 3 is x = −3. How did this solution
get lost? Inserting the precise logical connectors between the lines gives
log x2 = 2 log 3
⇐ 2 log x = 2 log 3
⇔ log x = log 3
⇔ x = 3.
16 One Equals Zero and Other Mathematical Surprises ©1998 by Key Curriculum Press
Activity 7 A SOLUTION THAT DOES NOT CHECK OUT (continued) TEACHER’S NOTES
The solution x = –3 was lost at the second step. A correct manipulation is
log x2 = 2 log 3
⇔ 2 log |x | = 2 log 3
⇔ log |x| = log 3
⇔ x = 3 or −3.
(For more examples, see Activity 10.)
Summing up, we see that the correct use of the logical connectors ⇒, ⇐, and ⇔
indicates whether a solution process is correct or indicates at what point solutions
have been lost or false solutions have been introduced. If all the logical
connectors in the solution process are ⇔, the solutions are exactly right. (Note
that computational errors can still occur here, which results in solutions that
are not exactly right.) If ⇐ appears, solutions have been lost. If ⇒ appears,
extra solutions have been introduced. And if two steps in the solution process
are related by neither ⇐ nor ⇒, the whole solution is suspect. Similarly, if at
one step we have ⇐ and at another ⇒, the whole solution is in doubt. (See also
the comments in Activities 4, 8, 9, 10, 11, and 12.)
ความคิดเห็น
•โปรดทราบว่าขั้นตอนสุดท้ายของแมรี่ (อนุมานว่า x = -1 จาก X3 = -1) ที่เกี่ยวข้องกับการ
ยกเลิกการเป็นศูนย์ปัจจัย:
X3 = -1
⇒ X3 + 1 = 0
⇒ (x + 1) (X2 - x + 1) = 0
⇒ x = -1 หรือ X2 - x + 1 = 0
(สมหลังในขั้นตอนสุดท้ายคือเทียบเท่ากับสมการเดิม.)
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการยกเลิกเป็นปัจจัยศูนย์ดูกิจกรรม 1.
•แนะนำการแก้ปัญหาที่ผิดพลาดจากความผิดพลาดเกี่ยวกับพีชคณิต การจัดการเป็นเรื่องธรรมดามาก
ข้อผิดพลาด กิจกรรมนี้สว่างข้อผิดพลาดนี้และให้คุณมีโอกาสที่
จะมุ่งเน้นความสนใจของนักเรียนในตรรกะพื้นฐานการแก้ปัญหาของสม.
โดยเฉพาะอย่างยิ่งกิจกรรมที่แสดงให้เห็นถึงความเสี่ยงของการใช้ nonreversible
ขั้นตอนเมื่อการแก้สมการ.
ลองมาดูอย่างรอบคอบที่ ตรรกะที่อยู่เบื้องหลังการแก้สมการ สมมติว่าเราเริ่มต้น
ด้วยสมการของƒรูปแบบ (x) = 0 แก้สมการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้หนึ่ง
จำนวนของการดำเนินการเกี่ยวกับพีชคณิตที่แตกต่างกันเช่นสกี Cross-คูณ transposing,
แฟและอื่น ๆ เป้าหมายของเราคือการแปลงสมกับ G แบบฟอร์ม (x) = 0
. จากการที่การแก้ปัญหาที่สามารถรับได้อย่างง่ายดาย
ตัวอย่างเช่น X3 สมการ + 2x2 - X - 2 = 0 จะกลายเป็นหลังจากที่แฟ
(x - 1) ( x + 1) (x + 2) = 0, และการแก้ปัญหาที่มี x = -1, x = 1 และ x = -2.
ในทำนองเดียวกัน cos สมการตรีโกณมิติ x + sin x = 0 จะกลายเป็นบาป (x + 45) = 0
ให้โซลูชั่น x = -45 + n180 (n ∈ Z).
แนวคิดหลัก
•สมลูกบาศก์
สม•กำลังสอง
•ขั้นตอน Nonreversible
•โซลูชั่นภายนอก
•โซลูชั่นหายไป
ในระหว่างขั้นตอนของการแปลงƒสมการเดิม (x) = 0 ไปแก้ไข
กรัมสมการ (x) = 0 มันเป็นสิ่งสำคัญที่ไม่แก้ปัญหาจะหายไปและไม่มีการแก้ปัญหาที่ผิดพลาด
จะนำ กระบวนการของการแปลงƒสมการเดิม (x) = 0 ถึงที่
สมก. แก้ปัญหาได้ (x) = 0 มักจะเรียกว่ากระบวนการแก้ปัญหา ถ้าในทุกขั้นตอน
ของกระบวนการแก้ปัญหาตามขั้นตอนของกระบวนการย้อนกลับเพื่อƒว่า (x) = 0
⇔ G (x) = 0 แล้วการแก้ปัญหาอ่านออกจาก G (x) = 0 ได้อย่างแม่นยำเช่นเดียวกับ
ผู้ที่ ความพึงพอใจของƒ (x) = 0 ไม่มากไม่น้อย แต่ถ้าผสมจะ
ไม่พลิกกลับได้, และเรามีเพียงƒทางเดียวหมาย (x) = 0 ⇒ G (x) = 0
แล้ว {x: ƒ (x) = 0} ⊂
≠ {x: G ( x) = 0} และมีการแก้ปัญหาของ g (x) = 0 ที่
ไม่ได้แก้ปัญหาของƒ (x) = 0
ตัวอย่าง: แก้ปัญหาสำหรับ x: x + 1 - x + 1 = 0
x + 1 - x + 1 = 0
⇔ x + 1 = x - 1
⇒ x + 1 = (x - 1) 2
⇔ X2 - 3x = 0
⇔ x (x - 3) = 0
⇔ x = 0 หรือ x = 3
เท่านั้น x = 3 เป็นวิธีการแก้สมการเดิม โปรดทราบว่า x
1 = x - 1 ⇒
x + 1 = (x - 1) 2 เป็น nonreversible ขั้นตอนที่นี่เป็นที่วิธีการแก้ปัญหาที่ผิดพลาดได้รับการ
แนะนำให้รู้จัก.
บางครั้งการแก้ปัญหาจะหายไปเมื่อขั้นตอนเกี่ยวกับพีชคณิตถูกนำมาใช้ที่ไม่ถูกต้อง
เพราะ ความหมายตรรกะในทิศทางที่ผิด.
ตัวอย่าง: แก้ปัญหาสำหรับ x: เข้าสู่ระบบ X2 = 2 3. เข้าสู่ระบบ
เข้าสู่ระบบ X2 = 2 ล็อก 3
2 ล็อก x = 2 ล็อก 3
เข้าสู่ระบบเข้าสู่ระบบ x = 3
x = 3
อย่างไรก็ตามการแก้ปัญหาการเข้าสู่ระบบอีก X2 = 2 ล็อก 3 x = -3 วิธีการแก้ปัญหานี้ไม่
ได้หายไป? แทรกการเชื่อมต่อตรรกะแม่นยำระหว่างบรรทัดให้
เข้าสู่ระบบ X2 = 2 ล็อก 3
⇐ 2 ล็อก x = 2 ล็อก 3
⇔เข้าสู่ระบบเข้าสู่ระบบ X = 3
⇔ x = 3
16 หนึ่งเท่ากับศูนย์และความประหลาดใจทางคณิตศาสตร์อื่น ๆ ©ปี 1998 โดยหลักสูตรกดปุ่ม
กิจกรรมที่ 7 วิธีการแก้ปัญหาที่ไม่ได้ตรวจสอบ OUT (ต่อ) ครูหมายเหตุ
การแก้ปัญหา x = -3 หายไปในขั้นตอนที่สอง การจัดการที่ถูกต้องคือ
การเข้าสู่ระบบ X2 = 2 ล็อก 3
⇔ 2 เข้าสู่ระบบ | x | = 2 ล็อก 3
⇔เข้าสู่ระบบ | x | เข้าสู่ระบบ = 3
⇔ x = 3 หรือ -3.
(สำหรับตัวอย่างเพิ่มเติมโปรดดูที่กิจกรรม 10. )
ข้อสรุปถึงเราจะเห็นว่าการใช้งานที่ถูกต้องของการเชื่อมต่อตรรกะ⇒, ⇐และ⇔
บ่งชี้ว่ากระบวนการวิธีการแก้ปัญหาที่ถูกต้องหรือบ่งชี้ที่ การแก้ปัญหาสิ่งที่จุดที่
ได้รับการสูญหายหรือการแก้ปัญหาที่ผิดพลาดได้รับการแนะนำ หากทุกตรรกะ
การเชื่อมต่อในขั้นตอนวิธีการแก้ปัญหาที่มี⇔แก้ปัญหาที่ถูกต้องว่า (หมายเหตุ
ว่าข้อผิดพลาดในการคำนวณยังสามารถเกิดขึ้นได้ที่นี่ซึ่งจะส่งผลในการแก้ปัญหาที่
ไม่ได้ตรงขวา.) หากปรากฏ⇐โซลูชั่นได้รับการสูญหาย หาก⇒ปรากฏขึ้น
โซลูชั่นพิเศษได้รับการแนะนำ และถ้าสองขั้นตอนในกระบวนการแก้ปัญหา
ที่เกี่ยวข้องกับค่า⇐มิได้⇒การแก้ปัญหาทั้งหมดเป็นผู้ต้องสงสัย ในทำนองเดียวกันถ้าใน
ขั้นตอนเดียวเรามี⇐และ⇒อีกทั้งการแก้ปัญหาอยู่ในความสงสัย (โปรดดู
การแสดงความคิดเห็นในกิจกรรม 4, 8, 9, 10, 11, และ 12)
การแปล กรุณารอสักครู่..

แสดงความคิดเห็น- ทราบว่าขั้นตอนสุดท้ายของแมรี่ ( เมื่อพิจารณาที่ x = − 1 จาก X3 = − 1 ) เกี่ยวข้องกับยกเลิกศูนย์ .X3 = − 1⇒ x3 + 1 = 0⇒ ( x + ( − 1 ) X2 x + 1 ) = 0⇒ x = − 1 , − 1 = 0 + X2 x( สมการหลังในขั้นตอนสุดท้าย เทียบเท่ากับ สมการ ต้นฉบับ )สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการยกเลิกศูนย์ปัจจัย เห็นกิจกรรมที่ 1- แนะนำโซลูชั่นการจัดการผิดพลาดเป็นเท็จโดยพีชคณิตทั่วไปมากข้อผิดพลาด กิจกรรมนี้ให้แสงสว่างกับข้อผิดพลาดนี้ และจะ มี โอกาสเพื่อเน้นความสนใจของนักเรียนต่อตรรกะพื้นฐานการแก้ไขสมการโดยเฉพาะ กิจกรรมที่แสดงให้เห็นถึงความเสี่ยงของการใช้นอนรีเวอร์ซิเบิลขั้นตอนการแก้สมการขอใช้เวลาดูระวังที่ตรรกะที่อยู่เบื้องหลังการแก้สมการ สมมติว่าเราเริ่มกับสมการของแบบฟอร์มƒ ( x ) = 0 การแก้สมการนี้เกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้จำนวนของการดำเนินการพีชคณิตที่แตกต่างกัน เช่น การย้ายข้าม , การคูณ ,แฟคตอริ่ง และอื่น ๆ เป้าหมายของเราคือการ แปลงสมการรูปแบบ g ( x ) = 0ซึ่งโซลูชั่นที่สามารถหาได้ง่ายตัวอย่างเช่นสมการ x3 + 2 x 2 x 2 = −− 0 กลายเป็นหลังจากแฟคตอริ่ง ,( X ( − 1 ) ( x + 2 ) ( x + 2 ) = 0 และโซลูชั่น X = − 1 , x = 1 และ X = − 2ส่วนตรีโกณมิติสมการ cos x + x = 0 กลายเป็นบาป sin ( x + 45 ) = 0ให้โซลูชั่น X = − 45 + n180 ( N ∈ Z )แนวคิดหลักแต่ละสมการลูกบาศก์แต่ละสมการ กำลังสองขั้นตอน - นอนรีเวอร์ซิเบิลบริการโซลูชั่นที่ไม่เกี่ยวข้อง- โซลูชั่น , สูญหายในระหว่างกระบวนการของการแปลงƒสมการเดิม ( x ) = 0 ให้ตายสมการ g ( x ) = 0 , มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะไม่หายไป และไม่เท็จ โซลูชั่น โซลูชั่นจะแนะนำ กระบวนการของการแปลงƒสมการเดิม ( x ) = 0 เพื่อแก้ไขสมการ g ( x ) = 0 คือมักจะเรียกว่า กระบวนการแก้ปัญหา ถ้าทุกเวทีของสารละลายในกระบวนการขั้นตอนของกระบวนการที่ผันกลับได้ ดังนั้นƒ ( x ) = 0⇔ g ( x ) = 0 แล้ว โซลูชั่น อ่านจาก g ( x ) = 0 แน่นอน เช่นเดียวกับผู้ที่พอใจƒ ( x ) = 0 , ไม่มากไม่น้อย แต่ถ้าเป็นลูกไล่ไม่กลับ และเรามีเพียงƒความหมาย ? ( x ) = 0 ⇒ g ( x ) = 0แล้วƒ { x : ( x ) = 0 } ⊂≠ { x : g ( x ) = 0 } และมีโซลูชั่นของ g ( x ) = 0 นั่นคือไม่แก้ไขƒ ( x ) = 0ตัวอย่าง : การแก้ไขสำหรับ x : x + 1 − x + 1 = 0x + x + 1 = 0 = − 1⇔ x + 1 = x − 1⇒ x + 1 = ( x − 1 ) 2⇔ X2 − 3 x = 0⇔ X ( X − 1 ) = 0⇔ x = 0 หรือ x = 3แค่ x = 3 เป็นคำตอบของสมการเดิม ทราบว่า X+ 1 = x − 1 ⇒x + 1 = ( x − 1 ) 2 เป็นขั้นตอนนอนรีเวอร์ซิเบิลมันอยู่ตรงนี้ ที่โซลูชั่นเท็จแนะนำบางครั้งการแก้ปัญหาจะหายไปเมื่อขั้นตอนพีชคณิตใช้ที่ไม่ถูกต้องเพราะความหมายคือตรรกะในทิศทางที่ไม่ถูกต้องตัวอย่าง : แก้ x2 = 2 x : เข้าสู่ระบบเข้าสู่ระบบ 3 .เข้าสู่ระบบเข้าสู่ระบบ 3 x2 = 22 เข้าสู่ระบบ x = 2 บันทึก 3เข้าสู่ระบบเข้าสู่ระบบ x = 3X = 3อย่างไรก็ตาม วิธีการแก้ปัญหาอื่นของ X2 เข้าสู่ระบบเข้าสู่ระบบ = 3 x 2 = − 3 แล้ววิธีนี้หลงทางเหรอครับ ใส่แม่นยำตรรกะเชื่อมต่อระหว่างบรรทัดให้เข้าสู่ระบบเข้าสู่ระบบ 3 x2 = 2⇐ 2 log x = 2 บันทึก 3⇔เข้าสู่ระบบเข้าสู่ระบบ x = 3⇔ x = 316 หนึ่งเท่ากับศูนย์ และที่น่าประหลาดใจอื่น© 1998 หลักสูตรคณิตศาสตร์โดยกดคีย์กิจกรรมที่ 7 วิธีที่ไม่ตรวจสอบ ( ต่อ ) บันทึกของครูโซลูชั่นที่ x = - 3 สูญหายไปในขั้นตอนที่สอง การจัดการที่ถูกต้องคือเข้าสู่ระบบเข้าสู่ระบบ 3 x2 = 2⇔ 2 ล็อก | x | = 2 บันทึก 3⇔เข้าสู่ระบบ | x | = บันทึก 3⇔ x = 1 หรือ− 3( สำหรับตัวอย่างเพิ่มเติม เห็นกิจกรรมที่ 10 )สรุป เราพบว่า การใช้ที่ถูกต้องของการเชื่อมต่อ⇒⇐และ⇔ ,ระบุว่า กระบวนการแก้ปัญหาที่ถูกต้อง หรือแสดงในสิ่งที่จุดโซลูชั่นได้รับการสูญหายหรือโซลูชั่นเท็จได้รับการแนะนำ ถ้าทางตรรกะตัวเชื่อมต่อในกระบวนการแก้ปัญหาจะ⇔ , แก้ไขปัญหาที่ถูกต้อง ( หมายเหตุข้อผิดพลาดในการคำนวณยังสามารถเกิดขึ้นที่นี่ ซึ่งผลลัพธ์ในการแก้ปัญหานั้นไม่ตรงครับ ) ถ้า⇐ปรากฏ , โซลูชั่นหายไป ถ้า⇒ปรากฏโซลูชั่นพิเศษได้ถูกนำมา และถ้าสองขั้นตอนในกระบวนการแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้อง โดยมิได้⇐หรือ⇒ , โซลูชั่นทั้งหมดเป็นผู้ต้องสงสัย ในทำนองเดียวกัน ถ้าที่หนึ่งก้าวที่เราได้⇐และ⇒อื่นโซลูชั่นทั้งหมดที่อยู่ในข้อสงสัย ( ดูความคิดเห็นในกิจกรรมที่ 4 , 8 , 9 , 10 , 11 และ 12 )
การแปล กรุณารอสักครู่..
