พีชคณิตเบื้องต้นเป็นหนึ่งในสาขาหลักของคณิตศาสตร์ พีชคณิตแนะนำแนวคิดของการใช้ตัวแปรเพื่อแสดงตัวเลขและกำหนดกฎเกี่ยวกับวิธีการจัดการสมการที่มีตัวแปรเหล่านี้ ตัวแปรมีความสำคัญเนื่องจากอนุญาตให้มีการกำหนดกฎทางคณิตศาสตร์ทั่วไปและอนุญาตให้นำตัวเลขที่ไม่รู้จักมาใส่ในสมการได้ ตัวเลขที่ไม่รู้จักเหล่านี้เป็นจุดสนใจของปัญหาพีชคณิต ซึ่งมักจะแจ้งให้คุณแก้หาตัวแปรที่ระบุ ตัวแปร "มาตรฐาน" ในพีชคณิตมักแสดงเป็น x และ y
การแก้สมการเชิงเส้นและพาราโบลา
ย้ายค่าคงที่ใดๆ จากด้านข้างของสมการด้วยตัวแปรไปยังอีกด้านหนึ่งของเครื่องหมายเท่ากับ ตัวอย่างเช่น สำหรับสมการ
4x^2 + 9 = 16
ลบ 9 จากทั้งสองข้างของสมการเพื่อลบ 9 ออกจากด้านตัวแปร:
4x^2 + 9 - 9 = 16 - 9
ซึ่งทำให้ง่ายต่อการ
4x^2 = 7
หารสมการด้วยสัมประสิทธิ์ของเทอมตัวแปร ตัวอย่างเช่น,
\text{if } 4x^2 = 7 \text{ แล้ว } \frac{4x^2}{4} = \frac{7}{4}
ซึ่งส่งผลให้
x^2 = 1.75
หารากที่ถูกต้องของสมการเพื่อลบเลขชี้กำลังของตัวแปร ตัวอย่างเช่น,
\text{if } x^2 = 1.75 \text{ แล้ว } \sqrt{x^2} = \sqrt{1.75}
ซึ่งส่งผลให้
x = 1.32
แก้หาตัวแปรที่ระบุด้วยอนุมูล
แยกนิพจน์ที่มีตัวแปรโดยใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์ที่เหมาะสมเพื่อตัดค่าคงที่ที่ด้านข้างของตัวแปรออก ตัวอย่างเช่น if
\sqrt{x + 27} + 11 = 15
คุณจะแยกตัวแปรโดยใช้การลบ:
\sqrt{x + 27} + 11 - 11 = 15 - 11 = 4
ยกทั้งสองข้างของสมการยกกำลังรากของตัวแปรเพื่อกำจัดตัวแปรของรูท ตัวอย่างเช่น,
\sqrt{x + 27} = 4 \text{ แล้ว } (\sqrt{x + 27})^2 = 4^2
ที่ให้คุณ
x + 27 = 16
แยกตัวแปรโดยใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์ที่เหมาะสมเพื่อตัดค่าคงที่ที่ด้านข้างของตัวแปรออก ตัวอย่างเช่น if
x + 27 = 16
โดยใช้การลบ:
x = 16 - 27 = -11
การแก้สมการกำลังสอง
ตั้งสมการให้เท่ากับศูนย์ ตัวอย่างเช่น สำหรับสมการ
2x^2 - x = 1
ลบ 1 จากทั้งสองข้างเพื่อกำหนดสมการเป็นศูนย์
2x^2 - x - 1 = 0
แยกตัวประกอบหรือเติมกำลังสองของกำลังสองให้สมบูรณ์ แล้วแต่ว่าอันไหนง่ายกว่า ตัวอย่างเช่น สำหรับสมการ
2x^2 - x - 1 = 0
มันง่ายที่สุดที่จะแยกตัวประกอบดังนั้น:
2x^2 - x - 1 = 0 \text{ กลายเป็น } (2x + 1)(x - 1) = 0
แก้สมการของตัวแปร ตัวอย่างเช่น if
(2x + 1)(x - 1) = 0
จากนั้นสมการจะเท่ากับศูนย์เมื่อ:
2x + 1 = 0
หมายความว่า
2x = -1 \text{ ดังนั้น } x = -\frac{1}{2}
หรือเมื่อไหร่
\text{เมื่อ } x - 1 = 0\text{ คุณจะได้ } x = 1
นี่คือคำตอบของสมการกำลังสอง
ตัวแก้สมการสำหรับเศษส่วน
แยกตัวประกอบแต่ละตัวส่วน ตัวอย่างเช่น,
\frac{1}{x - 3} + \frac{1}{x + 3} = \frac{10}{x^2 - 9}
สามารถแยกตัวประกอบเป็น:
\frac{1}{x - 3} + \frac{1}{x + 3} = \frac{10}{(x - 3)(x + 3)}
คูณแต่ละด้านของสมการด้วยตัวหารร่วมน้อยของตัวส่วน ตัวคูณร่วมน้อยคือนิพจน์ที่ตัวส่วนแต่ละตัวสามารถแบ่งออกเป็นส่วนเท่าๆ กัน สำหรับสมการ
\frac{1}{x - 3} + \frac{1}{x + 3} = \frac{10}{(x - 3)(x + 3)}
ตัวคูณร่วมน้อยคือ (x − 3)(x+ 3). ดังนั้น,
(x - 3)(x + 3) \bigg(\frac{1}{x - 3} + \frac{1}{x + 3}\bigg) = (x - 3)(x + 3)\bigg (\frac{10}{(x - 3)(x + 3)}\bigg)
กลายเป็น
\frac{(x - 3)(x + 3)}{x - 3} + \frac{(x - 3)(x + 3)}{x + 3} = (x - 3)(x + 3) \bigg(\frac{10}{(x - 3)(x + 3)}\bigg)
ยกเลิกเงื่อนไขและแก้ปัญหาสำหรับx. ตัวอย่างเช่น การยกเลิกเงื่อนไขสำหรับสมการ
\frac{(x - 3)(x + 3)}{x - 3} + \frac{(x - 3)(x + 3)}{x + 3} = (x - 3)(x + 3) \bigg(\frac{10}{(x - 3)(x + 3)}\bigg)
ให้:
(x + 3) + (x - 3) = 10
นำไปสู่
2x = 10 \text{ และ } x = 5
การจัดการกับสมการเลขชี้กำลัง
แยกนิพจน์เลขชี้กำลังออกโดยยกเลิกพจน์คงที่ใดๆ ตัวอย่างเช่น,
100×(14^x) + 6 = 10
กลายเป็น
\begin{aligned} 100×(14^x) + 6 - 6 &= 10 - 6 \\ &= 4 \end{aligned}
ยกเลิกสัมประสิทธิ์ของตัวแปรโดยหารทั้งสองข้างด้วยสัมประสิทธิ์ ตัวอย่างเช่น,
100×(14^x) = 4
กลายเป็น
\frac{100×(14^x)}} = \frac{4}{100} \\ \,\\ 14^x = 0.04
ใช้ล็อกธรรมชาติของสมการเพื่อลดเลขชี้กำลังที่มีตัวแปร ตัวอย่างเช่น,
14^x = 0.04
สามารถเขียนเป็น (โดยใช้คุณสมบัติบางอย่างของลอการิทึม):
\ln (14^x)= \ln (0.04) \\ x × \ln (14) = \ln\bigg(\frac{1}{25}\bigg) \\ x × \ln (14) = \ ln (1) - \ln (25) \\ x × \ln (14) = 0 - \ln (25)
แก้สมการของตัวแปร ตัวอย่างเช่น,
x × \ln (14) = 0 - \ln (25) \text{ กลายเป็น } x = \frac{-\ln (25)}{\ln (14)} = -1.22
คำตอบสำหรับสมการลอการิทึม
แยกล็อกธรรมชาติของตัวแปร ตัวอย่างเช่น สมการ
2\ln (3x) = 4 \text{ กลายเป็น } \ln (3x) = \frac{4}{2} = 2
แปลงสมการบันทึกเป็นสมการเลขชี้กำลังโดยการเพิ่มบันทึกเป็นเลขชี้กำลังของฐานที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น,
\ln (3x) = 2
กลายเป็น:
e^{\ln (3x)}= e^2
แก้สมการของตัวแปร ตัวอย่างเช่น,
e^{\ln (3x)}= e^2
กลายเป็น
\frac{3x}{3} = \frac{e^2}{3} \text{ ดังนั้น } x = 2.46