Lai riigieksam 2016, ülesanne 1: Ratsionaalavaldise lihtsustamine ja väärtus
1.Lihtsustage avaldis (6x+4)23x+2⋅(4−9x2).
2.Arvutage avaldise väärtus, kui x=27−31.
Allikas: Matemaatika lai riigieksam 2016, ülesanne 1
Valemikaart: abivalemid
a2−b2=(a−b)(a+b)
(a+b)2=a2+2ab+b2
(a−b)2=a2−2ab+b2
Valemikaart: astmed ja juured
am⋅an=am+n,am:an=am−n
(am)n=amn,(ab)n=anbn
a0=1,a−n=an1
anm=nam
Sinu vastus
Proovi ise enne
Lahendus on peidus. Ava nii palju, kui parajasti vaja.
1. Vihje
2. 1. samm
3. Kogu lahendus
Vihje
Too nimetaja sulgudes ühine tegur sulgude ette ja tegurda 4−9x2 ruutude vahe valemiga. Siis saab murdu taandada.
1Samm 1Peidetud
1
Küsimus 1Samm 1: Tegurda nimetaja
Esimeses küsimuses tuleb avaldis lihtsustada. Selleks tegurdame kõik osad, et näha, mida saab taandada. Alustame nimetajast: sulgudes olevatel liikmetel 6x ja 4 on ühine tegur 2.
Toome sulgudes ühise teguri 2 sulgude ette.
6x+4=2(3x+2)
Võtame ruutu. Ruutu võetakse mõlemad tegurid.
(6x+4)2=(2(3x+2))2=22(3x+2)2=4(3x+2)2
Korrutise aste on tegurite astmete korrutis: (ab)2=a2b2. Seepärast tuleb ruutu võtta ka tegur 2, mis annab 4.
2Samm 2Peidetud
2
Küsimus 1Samm 2: Tegurda teine tegur
Avaldis 4−9x2 on kahe ruudu vahe, sest 4=22 ja 9x2=(3x)2.
Kirjutame mõlemad liikmed ruutudena.
4−9x2=22−(3x)2
Kasutame ruutude vahe valemit, kus esimene liige on 2 ja teine liige 3x.
22−(3x)2=(2−3x)(2+3x)
Ruutude vahe valem on a2−b2=(a−b)(a+b). Siin a=2 ja b=3x. Tegur 2+3x on sama mis 3x+2, sest liitmisel võib liidetavate järjekorda muuta. Just see tegur on ka murru lugejas ja nimetajas.
3Samm 3Peidetud
3
Küsimus 1Samm 3: Korruta ja taanda
Paneme tegurdatud osad avaldisse tagasi ja korrutame murru teise teguriga.
Asendame nimetaja ja teise teguri tegurdatud kujuga.
4(3x+2)23x+2⋅(2−3x)(2+3x)
Korrutame ühele murrujoonele ja kirjutame 2+3x kujul 3x+2.
Lugejas on (3x+2)(3x+2)=(3x+2)2. Taandame selle nimetajas oleva (3x+2)2-ga.
4(3x+2)2(3x+2)2(2−3x)=42−3x
Taandada tohib, sest avaldis on määratud ainult siis, kui nimetaja ei ole null: 6x+4=0 ehk x=−32. Siis on ka 3x+2=0.
4Samm 4Peidetud
4
Küsimus 2Samm 4: Arvuta x väärtus
Teises küsimuses tuleb arvutada avaldise väärtus. Kõigepealt leiame arvu x=27−31. Negatiivne astendaja tähendab pöördarvu ja astendaja 31 tähendab kuupjuurt.
Kirjutame negatiivse astendajaga astme pöördarvuna.
x=27−31=27311
Astendaja 31 tähendab kuupjuurt. Kuna 33=27, on 327=3.
27311=3271=31
Valemikaardilt: a−n=an1 ja anm=nam. Kokku 27−31=3271=31.
5Samm 5Peidetud
5
Küsimus 2Samm 5: Arvuta avaldise väärtus
Asendame x=31 lihtsustatud avaldisse. See on palju lihtsam kui esialgsesse avaldisse asendamine.
Asendame x=31.
42−3x=42−3⋅31
Arvutame: 3⋅31=1.
42−3⋅31=42−1=41
Kontrolliks võib asendada ka esialgsesse avaldisse: (6⋅31+4)23⋅31+2⋅(4−9⋅91)=363⋅3=41.
VASTUS
Lihtsustatud avaldis on 42−3x ning selle väärtus, kui x=27−31=31, on 41.