Урок и презентация на тему: "Системы уравнений. Метод подстановки, метод сложения, метод введения новой переменной"

Дополнительные материалы
Уважаемые пользователи, не забывайте оставлять свои комментарии, отзывы, пожелания! Все материалы проверены антивирусной программой.

Обучающие пособия и тренажеры в интернет-магазине "Интеграл" для 9 класса
Тренажер к учебникам Атанасяна Л.С. Тренажер к учебникам Погорелова А.В.

Способы решения систем неравенств

Ребята, мы с вами изучили системы уравнений и научились решать их с помощью графиков. Теперь давайте посмотрим, какие еще существуют способы решения систем?
Практически все способы их решения не отличаются от тех, что мы изучали в 7 классе. Сейчас нам нужно внести некоторые корректировки согласно тем уравнениям, что мы научились решать.
Суть всех методов, описанных в данном уроке, это замена системы равносильной системой с более простым видом и способом решения. Ребята, вспомните, что такое равносильная система.

Метод подстановки

Первый способ решения систем уравнений с двумя переменными нам хорошо известен - это метод подстановки. С помощью этого метода мы решали линейные уравнения. Теперь давайте посмотрим, как решать уравнения в общем случае?

Как же нужно действовать при решении?
1. Выразить одну из переменных через другую. Чаще всего в уравнениях используют переменные x и y. В одном из уравнений выражаем одну переменную через другую. Совет: внимательно посмотрите на оба уравнения, прежде чем начать решать, и выберете то, где будет легче выразить переменную.
2. Полученное выражение подставить во второе уравнение, вместо той переменной, которую выражали.
3. Решить уравнение, которое у нас получилось.
4. Подставить получившееся решение во второе уравнение. Если решений несколько, то подставлять надо последовательно, чтобы не потерять пару решений.
5. В результате вы получите пару чисел $(x;y)$, которые надо записать в ответ.

Пример.
Решить систему с двумя переменными методом подстановки: $\begin{cases}x+y=5, \\xy=6\end{cases}$.

Решение.
Внимательно посмотрим на наши уравнения. Очевидно, что выразить y через x в первом уравнении гораздо проще.
$\begin{cases}y=5-x, \\xy=6\end{cases}$.
Подставим первое выражение во второе уравнение $\begin{cases}y=5-x, \\x(5-2x)=6\end{cases}$.
Решим второе уравнение отдельно:
$x(5-x)=6$.
$-x^2+5x-6=0$.
$x^2-5x+6=0$.
$(x-2)(x-3)=0$.
Получили два решения второго уравнения $x_1=2$ и $x_2=3$.
Последовательно подставим во второе уравнение.
Если $x=2$, то $y=3$. Если $x=3$, то $y=2$.
Ответом будет две пары чисел.
Ответ: $(2;3)$ и $(3;2)$.

Метод алгебраического сложения

Этот метод мы также изучали в 7 классе.
Известно, что рациональное уравнение от двух переменных мы можем умножить на любое число, не забывая умножить обе части уравнения. Мы умножали одно из уравнений на некое число так, чтобы при сложении получившегося уравнения со вторым уравнением системы, одна из переменных уничтожалась. Потом решали уравнение относительно оставшейся переменной.
Этот метод работает и сейчас, правда не всегда возможно уничтожить одну из переменных. Но позволяет значительно упростить вид одного из уравнений.

Пример.
Решить систему: $\begin{cases}2x+xy-1=0, \\4y+2xy+6=0\end{cases}$.

Решение.
Умножим первое уравнение на 2.
$\begin{cases}4x+2xy-2=0, \\4y+2xy+6=0\end{cases}$.
Вычтем из первого уравнения второе.
$4x+2xy-2-4y-2xy-6=4x-4y-8$.
Как видим, вид получившегося уравнения гораздо проще исходного. Теперь мы можем воспользоваться методом подстановки.
$\begin{cases}4x-4y-8=0, \\4y+2xy+6=0\end{cases}$.
Выразим x через y в получившемся уравнении.
$\begin{cases}4x=4y+8, \\4y+2xy+6=0\end{cases}$.
$\begin{cases}x=y+2, \\4y+2(y+2)y+6=0\end{cases}$.
$\begin{cases}x=y+2, \\4y+2y^2+4y+6=0\end{cases}$.
$\begin{cases}x=y+2, \\2y^2+8y+6=0\end{cases}$.
$\begin{cases}x=y+2, \\y^2+4y+3=0\end{cases}$.
$\begin{cases}x=y+2, \\(y+3)(y+1)=0\end{cases}$.
Получили $y=-1$ и $y=-3$.
Подставим эти значения последовательно в первое уравнение. Получим две пары чисел: $(1;-1)$ и $(-1;-3)$.
Ответ: $(1;-1)$ и $(-1;-3)$.

Метод введения новой переменной

Этот метод мы также изучали, но давайте посмотрим на него еще раз.

Пример.
Решить систему: $\begin{cases}\frac{x}{y}+\frac{2y}{x}=3, \\2x^2-y^2=1\end{cases}$.

Решение.
Введем замену $t=\frac{x}{y}$.
Перепишем первое уравнение с новой переменной: $t+\frac{2}{t}=3$.
Решим получившееся уравнение:
$\frac{t^2-3t+2}{t}=0$.
$\frac{(t-2)(t-1)}{t}=0$.
Получили $t=2$ или $t=1$. Введем обратную замену $t=\frac{x}{y}$.
Получили: $x=2y$ и $x=y$.

Для каждого из выражений исходную систему надо решить отдельно:
$\begin{cases}x=2y, \\2x^2-y^2=1\end{cases}$.   $\begin{cases}x=y, \\2x^2-y^2=1\end{cases}$.
$\begin{cases}x=2y, \\8y^2-y^2=1\end{cases}$.    $\begin{cases}x=y, \\2y^2-y^2=1\end{cases}$.
$\begin{cases}x=2y, \\7y^2=1\end{cases}$.       $\begin{cases}x=2y, \\y^2=1\end{cases}$.
$\begin{cases}x=2y, \\y=±\frac{1}{\sqrt{7}}\end{cases}$.      $\begin{cases}x=y, \\y=±1\end{cases}$.
$\begin{cases}x=±\frac{2}{\sqrt{7}}, \\y=±\frac{1}{\sqrt{7}}\end{cases}$.     $\begin{cases}x=±1, \\y=±1\end{cases}$.
Получили четыре пары решений.
Ответ: $(\frac{2}{\sqrt{7}};\frac{1}{\sqrt{7}})$; $(-\frac{2}{\sqrt{7}};-\frac{1}{\sqrt{7}})$; $(1;1)$; $(-1;-1)$.

Пример.
Решить систему: $\begin{cases}\frac{2}{x-3y}+\frac{3}{2x+y}=2, \\\frac{8}{x-3y}-\frac{9}{2x+y}=1\end{cases}$.

Решение.
Введем замену: $z=\frac{2}{x-3y}$ и $t=\frac{3}{2x+y}$.
Перепишем исходные уравнения с новыми переменными:
$\begin{cases}z+t=2, \\4z-3t=1\end{cases}$.
Воспользуемся методом алгебраического сложения:
$\begin{cases}3z+3t=6, \\4z-3t=1\end{cases}$.
$\begin{cases}3z+3t+4z-3t=6+1, \\4z-3t=1\end{cases}$.
$\begin{cases}7z=7, \\4z-3t=1\end{cases}$.
$\begin{cases}z=1, \\-3t=1-4\end{cases}$.
$\begin{cases}z=1, \\t=1\end{cases}$.
Введем обратную замену:
$\begin{cases}\frac{2}{x-3y}=1, \\\frac{3}{2x+y}=1\end{cases}$.
$\begin{cases}x-3y=2, \\2x+y=3\end{cases}$.
Воспользуемся методом подстановки:
$\begin{cases}x=2+3y, \\4+6y+y=3\end{cases}$.
$\begin{cases}x=2+3y, \\7y=-1\end{cases}$.
$\begin{cases}x=2+3(\frac{-1}{7}), \\y=\frac{-1}{7}\end{cases}$.
$\begin{cases}x=\frac{11}{7}, \\x=-\frac{11}{7}\end{cases}$.
Ответ: $(\frac{11}{7};-\frac{1}{7})$.

Задачи на системы уравнений для самостоятельного решения

Решите системы:
1. $\begin{cases}2x-2y=6, \\xy =-2\end{cases}$.
2. $\begin{cases}x+y^2=3, \\xy^2=4\end{cases}$.
3. $\begin{cases}xy+y^2=3, \\y^2-xy=5\end{cases}$.
4. $\begin{cases}\frac{2}{x}+\frac{1}{y}=4, \\\frac{1}{x}+\frac{3}{y}=9\end{cases}$.
5. $\begin{cases}\frac{5}{x^2-xy}+\frac{4}{y^2-xy}=-\frac{1}{6}, \\\frac{7}{x^2-xy}-\frac{3}{y^2-xy}=\frac{6}{5}\end{cases}$.

Департамент образования, науки и молодежной политики Воронежской области

Государственное бюджетное профессиональное
образовательное учреждение Воронежской области
«Лискинский промышленно-транспортный техникум имени А.К. Лысенко»

(ГБПОУ ВО «ЛПТТ имени А.К. Лысенко»)

Методическое пособие

по математике

«Основные приёмы решения систем уравнений»

Преподаватель Варова О.А.

2017 г.

Решением системы называют числа, при подстановке которых в уравнения системы каждое уравнение становится верным числовым равенством. Решить систему уравнений – значит найти все её решения или установить, что система не имеет решения.

Основная идея решения систем уравнений состоит в постепенном переходе от одной системы к другой более простой, но равносильной заданной. Метод подстановки, метод алгебраического сложения и метод введения новых переменных абсолютно корректны с точки зрения равносильности. Если же в процессе решения системы использовались неравносильные преобразования (возведение в квадрат обеих частей уравнения, умножение уравнений или преобразования, которые привели к расширению области определения какого-либо уравнения системы), то все найденные решения следует проверить подстановкой в исходную систему.

Рассмотрим теперь конкретные системы алгебраических уравнений и продемонстрируем различные методы их решений. Предварительно отметим, что, строго говоря, невозможно выделить один метод решения достаточно сложной системы, поскольку, как правило, последовательно задействуются различные приёмы. Но методически очень полезно в каждом примере выделить один метод, не заостряя внимания на других.

Основные методы решения систем уравнений.

1. Метод подстановки.

Системы уравнений появляются при решении задач, в которых неизвестной является не одна величина, а несколько. Это величины связаны определёнными зависимостями, которые записываются в виде уравнений.

Один из основных методов решения систем – метод подстановки.

а) Рассмотрим, например, систему двух уравнений с двумя неизвестными

х и у:

Часто удаётся одно уравнение преобразовать так, чтобы неизвестное явно выражалось как функция другого. Тогда, подставляя его во второе уравнение, получим уравнение с одним неизвестным.

б) Решим систему трёх уравнений с тремя неизвестными методом подстановки:

2. Метод алгебраического сложения.

а) Решим систему Умножим первое уравнение на 2 и складывая полученное уравнение со вторым, приходим к уравнению 22х=33, х=1,5. Подставив в любое уравнение значение х, получим у=-0,5.

б) Решим систему:

Умножая первое уравнение на 5, а второе на 7 и складывая полученные результаты, приходим к уравнению

Заметим, что пара чисел (0;0), являясь решением полученного уравнения, не удовлетворяет исходной системе. Поэтому подстановкой x = ty сводим уравнение к виду Разделив обе части на получим уравнение

Таким образом , исходная система равносильна совокупности систем:

Решая первую систему получим х=4, у=5 и х=-4, у=-5; решение второй – х=3у=х=-3у=

в) Решим систему:

Складывая почленно уравнения данной системы, получаем уравнение которое равносильно следующему (х+у-7)(х+у+7)=0.

Система равносильная исходной, распадается на две системы:

Совокупность этих систем равносильна исходной системе, т.е. каждое решение исходной системы является решением или системы (А), или системы (В) и всякое решение систем (А) и (В) есть решение исходной системы.

Система (А) приводится к виду

Отсюда ясно, что она имеет решение (4;3). Аналогично система (В) имеет решение (-4;-3). Объединив эти решения, находим все решения исходной системы.

Ответ: (4;3),(-4;-3).

г) Решим систему:

Обратим внимание на то, что левые части уравнений содержат одни и те же комбинации неизвестных. Поэтому целесообразно умножить уравнения на подходящие множители с тем, чтобы исключить из системы одно из неизвестных. Из системы исключим сложив второе уравнение с первым, умноженным на -3. В результате получим уравнение которое путём замены xy = t приведём к виду Очевидно, что Таким образом, исходная система распадается на системы:

В первом случае находим Если х=1, то у=2, а если х=-1, то у=-2.

Во втором случае, исключая у, получаем Поэтому вторая из двух последних систем не имеет действительных решений.

Ответ: (1;2), (-1;-2).

3. Метод введения новых переменных.

а ) Решим систему: (А)

Полагая преобразуем систему к виду (Б)

Эта система равносильна каждой из следующих систем:

и

Квадратное уравнение имеет корни Значит система (Б) имеет решения: () и (;, а система (А) имеет решения (2;3) и (3;2).

Рассмотренная система состоит из симметрических уравнений (м етод решения симметричных систем см.ниже).

б) Решим систему:

z =

Тогда первое уравнение примет вид z + = 2. Решим его:

Возвращаясь к переменным х,у, получаем уравнение

Преобразуем его: 3х-2у=2х, х=2у.

Итак, первое уравнение данной системы заменим более простым х=2у, получим систему:

для решения которой используем метод подстановки, подставив первое уравнение во второе.

Соответственно получим: .

Т.к. в процессе решения системы использовался «ненадёжный» метод – возведение в квадрат обеих частей одного из уравнений, - найденные пары значений надо проверить подстановкой в заданную систему. Проверка показывает, что посторонних корней нет.

Ответ: (2;1), (1;

в) Решим систему: (А)

Преобразуем первое уравнение системы:

Введём новые неизвестные u = x + y , v = xy . После упрощения получим (Б)

Система (Б) равносильна каждой из следующих систем:

Последняя система имеет два решения:

Поэтому система (А) равносильна совокупности систем: и

Система (В) имеет решения (2;1) и (1;2); система (Г) решений не имеет.

Ответ: (2; 1), (1;.

г) Решим систему:

«Переделаем» данное разложение уравнений, записав систему в ином виде:

Пусть и учитывая, что запишем исходную систему иначе:

Отсюда и тогда

Таким образом, исходная система равносильная системе

Распадается на две линейные системы:

Ответ: (4; 3), (3;.

4. Метод использования графика.

Каждое из уравнений системы можно рассматривать как уравнение кривой. Поэтому решения системы двух уравнений с двумя неизвестными можно интерпретировать как координаты точек пересечения двух кривых.

5. Метод решения симметричных систем.

Система уравнений называется симметричной, если она составлена из выражений, симметричных относительно неизвестных:

,

Возьмём две буквы.

Два выражения – сумма u = и произведение v = являются основными симметричными выражениями относительно

Другие симметричные выражения можно так же выразить через u и v :

Теорема Виета выражает основные симметричные выражения относительно корней квадратного уравнения

Любое выражение, симметричное относительно корней квадратного уравнения, можно выразить через его коэффициенты, не находя самих корней.

Можно сформулировать теорему, обратную теореме Виета: если числа удовлетворяют системе уравнений то они являются корнями уравнения.

Симметричную систему можно упростить заменой симметричных выражений выражениями через сумму и произведений неизвестных.

а)Например, систему заменой можно привести к системе

Зная по теореме, обратной к теореме Виета, находим х и у из квадратного уравнения

Ответ:

Решение некоторых уравнений полезно сводить к решению симметричных систем.

б)Например, при решении линейной системы часто можно воспользоваться её симметрией:

Сложим все уравнения и получим 10

Теперь вычтем это уравнение из первого, из второго – предварительно умножив это уравнение на 2 и из третьего – предварительно умножив это уравнение на 3, получим:

Разность первой пары уравнений даёт 4

второго и третьего уравнений 4

6.Метод обращения к одному из следствий.

а)Решить систему уравнений:

На первый взгляд кажется, что надо избавиться от дробей, приводя их к общему знаменателю. Однако этот приём не упрощает систему и не даёт возможность исключить одно из неизвестных. К успеху приводит почленное перемножение уравнений системы:

Введём новую переменную z = xy . Получим: (z -6)(z +24)= т.е. ху=8.

Это уравнение рассмотрим совместно с первым:

Теперь воспользуемся методом подстановки . Выразим из второго уравнения через и подставим полученное выражение вместо в первое уравнение:

После упрощений второе уравнение примет вид Его корни Но:

Итак, получили 2 решения: (4;2) и (-4;-2). Но поскольку в процессе решения системы применялся «ненадёжный» метод, найденные пары значений надо проверить подстановкой в заданную систему. Проверка показывает, что пары чисел (4;2) и (-4;-2) являются решениями исходной системы.

Ответ: (4;2) и (-4;-2).

б)Решить систему:

На первый взгляд кажется, что надо избавиться от дробей, приводя их к общему знаменателю. Однако этот приём не упрощает систему и не даёт возможность исключить одно из неизвестных. К успеху приводит почленное перемножение уравнений системы. В результате этой операции получаем уравнение которое вместе с первым уравнением образует систему, являющуюся следствием данной. Исключив из полученной системы, приходим к уравнению Его корни Соответствующие значения найдём из уравнения. Проверка показывает, что пары чисел (2;3) и (-2;-3) являются решениями исходной системы.

Ответ: (2;3) и (-2;-3).

в)Решить систему:

На первый взгляд кажется, что надо попытаться разложить левую часть уравнений на множители, применив метод группировки. Однако это очень сложно. К успеху приводит приём, состоящий в том, что одно из уравнений системы рассматривается как квадратное относительно х или у.

Представим первое уравнение системы как квадратное относительно х:

Представим второе уравнение системы как квадратное относительно х:

и запишем формулу для вычисления корней

Следовательно, исходная система равносильна совокупности систем:

Первая из систем не имеет решения, другие системы имеют соответственно решения: (-2;0), (-3;3), (-4;2).

Ответ: (-2;0), (-3;3), (-4;2).

Методы решения иррациональных систем.

Системы иррациональных уравнений обычно сводят к системам рациональных уравнений с помощью операции возведения обеих частей уравнения в натуральную степень n . При этом следует иметь в виду, что если n - чётное число, то в результате этой операции получается уравнение, являющееся следствием исходного, т.е. среди его корней могут оказаться посторонние, поэтому необходимо сделать проверку. Но если n - нечётное число, то полученное уравнение равносильно исходному.

Но не следует торопиться «освобождаться от корней», применяя упомянутый метод. Он может оказаться неэффективен в начале решения, т.к. приводит к громоздким выражениям. Нужно присмотреться к системе и попытаться упростить её. Например: 1. Решим систему:

Сравнивая левые части уравнений системы, замечаем, что они представляют собой сопряжённые выражения. В таком случае следует воспользоваться приёмом почленного умножения уравнений. Осложнений не будет, т.к. После почленного умножения получаем у=16. Подставляя это значение в первое уравнение, получим. Возведя в квадрат обе части уравнения, получаем Снова возводим в квадрат обе части уравнения, приведя его к виду: , а у=16, то. Значит х=20.

В преобразованиях было дважды применено возведение обеих частей уравнения в чётную степень, т.е. дважды могли получить посторонние корни. Поэтому значения х=20 и у=16 следует проверить подстановкой в исходную систему.

Ответ: (20; 16).

2. Решить систему уравнений:

Воспользуемся методом введения новой переменной: z =

Тогда первое уравнение системы примет вид

Решим это уравнение:

Возвращаясь к переменной х, у, получаем уравнение

Решим это уравнение: 3х-2у=2х, х=2у, а это первое уравнение системы. Получили более простую систему уравнений:

Для решения которой используем метод подстановки, подставив первое уравнение во второе: ,

Получим

Т.к. в процессе решения системы использовался «ненадёжный» (с точки зрения равносильности) метод – возведение в квадрат обеих частей одного из уравнений, - найденные значения надо проверить подстановкой в заданную систему. Проверка показывает, что посторонних корней нет.

Ответ: (2;1); (1;

Пять решений одной системы уравнений.

Математики считают, что полезнее решить одну задачу несколькими способами, чем несколько задач – одним. При поиске новых методов решения задачи иногда обнаруживается связь между разными разделами математики. Приведу один пример.

Решить систему уравнений:

1 способ. Выразим в 1 уравнении через, подставив полученное выражение во 2 уравнение и преобразовав его, получим:

Решим это уравнение как квадратное относительно

D =)= D при всех значениях

Следовательно уравнение (3) имеет решение только при D ,т.е. при

Тогда =1. Подставляя найденные значения, находим

Ответ:

2 способ. Возводим первое уравнение в квадрат и вычтем второе, получим:

или xy + xz + yz =3=

2 xy - 2 xz - 2 yz =0, или

3 способ. Рассмотрим геометрическую интерпретацию. Уравнение (1) описывает плоскость, пересекающую координатные оси в точках А(3;0;0), В(0;3;0) и С(0;0;3), а уравнение (2) – сферу с центром в начале координат и радиусом равным

Для выяснения того, что представляет собой пересечение сферы с плоскостью, нужно сравнить радиус сферы с расстоянием от её центра до плоскости. Расстояние от точки О до плоскости АВС можно найти, вычислив высоту О D тетраэдра ОАВС, записав двумя способами объём тетраэдра

Треугольник АВС правильный, т.к. его стороны являются гипотенузами равных прямоугольных треугольников и равны 3 Тогда

Подставляя найденные значения в соотношение (4), получим, что т.е. радиус сферы в точности равен расстоянию от её центра до плоскости. Это означает, что плоскость касается сферы и исходная система имеет единственное решение, которое легко угадывается:

4 способ. Докажем, что система не имеет других решений. Введём другие переменные: a = x +1, b = y +1, c = z +1. Тогда уравнение примет вид a + b + c =0. (5) Преобразуем второе уравнение:

)=0.

С учётом соотношения (5) получим, что система имеет единственное нулевое решение, что влечёт за собой единственное решение в старых переменных.

5 способ. Рассмотрим случайную величину принимающую с равной вероятностью значения Тогда левые части уравнений исходной системы представляют собой соответственно 3 М и 3М

М Следовательно М =М и дисперсия D =М- (М=0, т.е. = const и, значит,

Итак, одну и ту же задачу мы решили с помощью алгебры, геометрии и теории вероятностей!

Литература:

1.Башмаков М.И.

Математика: учебник для учреждений нач. и сред. проф. образования / М.И. Башмаков. -4-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2012. – 256с.

2.Мордкович А.Г.

Алгебра и начала математического анализа.10 класс. В 2 ч. Ч.1. Учебник для учащихся общеобразовательных учреждений (профильный уровень)/ А.Г.Мордкович, П.В.Семёнов.- 7-е изд., стер. – М.: Мнемозина, 2010. – 424 с.: ил.

3.Мордкович А.Г.

Алгебра и начала математического анализа.11 класс. В 2 ч. Ч.1. Учебник для учащихся общеобразовательных учреждений (профильный уровень)/ А.Г.Мордкович, П.В.Семёнов.- 4-е изд., стер. – М.: Мнемозина, 2010. – 287 с.: ил.

4.Журнал «Математика в школе» №6, 2008.

Шелыгина О. Б. Каткова А. С.Обучение младших школьников решению уравнений посредством дифференцированного подхода// Концепт. –2015. –Спецвыпуск №27. –ART75367. –0,4п. л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/75367.htm. –ISSN 2304120X. 1

ART75367УДК373.3

Шелыгина Ольга Борисовна,

кандидат педагогических наук, доцент кафедры педагогики и методики дошкольного и начального образования ФГБОУ ВПО «Вятский государственный гуманитарный университет», г. Киров[email protected]

Каткова Александра Сергеевна,студентка ФГБОУ ВПО «Вятский государственный гуманитарный университет», г. Киров

Обучение младших школьников решению уравненийпосредством дифференцированного подхода

Аннотация. Статья посвящена вопросам реализации дифференцированного подхода к младшим школьникам в процессе обучения решению уравнений. Авторы предлагают различные приемы работы над уравнениями в зависимости от уровня обученности учеников, способствующие развитию мышления учащихся, их познавательного интереса. Методические приемы подкреплены примерами дифференцированных заданий по теме «Уравнения» для разных групп учащихся.Ключевые слова: обучение математике, обучение решению уравнений, младшие школьники, дифференцированный подход, разноуровневые задания.Раздел: (01) педагогика; история педагогики и образования; теория и методика обучения и воспитания (по предметным областям).

Дети приходят в школу с различным уровнем обучаемости. Часто учителю приходится вести обучение применительно к среднему уровню развития и обучаемости детей. А.Н. Конев считал, что такой подход в обучении приводит к тому, что «сильные» ученики сдерживаются в своём развитии, теряют интерес к учебе, а «слабые» обречены на отставание. Те, кто относится к «средним», тоже имеют индивидуальные особенности, и даже для них такой подход неэффективен .Учителю необходимо создавать условия, чтобы каждый ученик учился в соответствии со своими возможностями и способностями, развивал свои индивидуальные особенности, стал субъектом учения. Одним из способов осуществления индивидуального подхода в образовании является дифференциация обучения.Дифференцированный подход ‬это способ организации учебного процесса, при котором для более эффективного обучения выявляются индивидуальнотипологические особенности учеников, на основе чего создаются группы учащихся. С учетом особенностей учащихся, в каждой группе применяются соответствующие формы, методы и приемы обучения. Дифференцированный подход необходимо осуществлять на разных дисциплинах. Математика, является одним из фундаментальных предметов начального школьного обучения. Важным разделом начального курса математики является алгебраический материал, в котором изучается одна из самых сложных тем для учащихся начальной школы «Уравнения». Сформированные умения решать уравнения в начальной школе‬основа для дальнейшего обучения в средней и старшей школе.Уравнение ‬математическое равенство, содержащее буквенное выражение с одной или несколькими переменными, верное только при определенных значениях этих переменных. Переменные, входящие в уравнение, называются неизвестными. Шелыгина О. Б. Каткова А. С.Обучение младших школьников решению уравнений посредством дифференцированного подхода// Концепт. –2015. –Спецвыпуск №27. –ART75367. –0,4п. л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/75367.htm. –ISSN 2304120X. 2

Решить уравнение ‬значит найти все значения неизвестных, прикоторых запись обращается в верное равенство (или установить, что таких значений нет) .Обучение решению уравнений начинается с подготовительной работы уже в 1мклассе. Учащиеся выполняют задания, связанные с нахождением неизвестного числа в равенствес «окошечком», то есть работают с деформированными равенствами. Чаще всего дети находят число подбором. На следующем этапе младшие школьники знакомятся с понятием «уравнение», учатся выделять уравнения из других математических записей, так же вводится понятие «решение уравнения». На протяжении нескольких уроков дети учатся решать уравнения на нахождение неизвестных компонентов при сложении и вычитании. Не смотря на то, что названия компонентов и результатов арифметических действий известны учащимся, правила нахождения неизвестных чисел в уравнениях не заучиваются. Уравнения на данном этапе решаются на основе взаимосвязи между частью и целым. При изучении данной темы дети должны научиться находить в уравнениях компоненты, соответствующие целому (сумма, уменьшаемое), и компоненты, соответствующие его частям (слагаемое, вычитаемое, разность). На третьем этапе изучения темы дети учатся комментировать решение уравнений, используя правила взаимосвязи компонентов и результата соответствующего действия. Следующийэтап связан с введением новых арифметических действий ‬умножение и деление. Соответственно, в новых видах уравнений неизвестным может быть один из множителей, делимое или делитель. Уравнения этого вида могут быть решены на основе взаимосвязи между площадью прямоугольника и его сторонами или на основе правила нахождения неизвестных компонентов (см. таблицу).

Способы комментирования решения уравнения

Решение уравнения с комментированием на основе правила нахождения площади и его сторонРешение уравнения с комментированием на основе правила нахождения неизвестных компонентовХ:2= 5

Х‬площадь прямоугольника2‬ширина5‬длинаЧтобы найти площадь прямоугольника, надо длину умножить ширину Х= 5 2Х= 10Проверяю 10:2= 5, решено верно.Х: 2= 5Х ‬это делимое2 ‬делитель5 ‬частное Чтобы найти неизвестное делимое нужночастное умножить на делитель.Х= 5 2Х= 10Проверяю 10:2= 5, решено верно.

Последний этап при работе с уравнениями в начальной школе‬знакомство учащихся с составными уравнениями (буквенные выражения в составе уравнения состоят из нескольких действий). Решение таких уравнений основано на анализе выражения, содержащего неизвестное число. Анализ осуществляется по алгоритму: определи, какиедействия в выражении; найди действие, которое выполняется последним; назови, какому компоненту этого действия принадлежит неизвестное число; вспомни, как мы находим данный неизвестный компонент; найди его, и т.п. (данный алгоритм часто является циклическим). К этому времени учащиеся должны твердо овладеть следующими умениями:решение простых уравнений в одно действие,комментирование решений уравнений на основе взаимосвязи между компонентами и результатом действия,Шелыгина О. Б. Каткова А. С.Обучение младших школьников решению уравнений посредством дифференцированного подхода// Концепт. –2015. –Спецвыпуск №27. –ART75367. –0,4п. л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/75367.htm. –ISSN 2304120X. 3

чтение выражений в два‬три действия,знание правил порядка выполнения действий в выражениях со скобками и без них, умение ими пользоваться при нахождении значений выражений.Чтобы знания учеников были качественными и прочными, мы считаем, что целесообразно данную тему изучать в процессе реализации дифференцированного подхода в обучении, чтобы каждый ученик смог справиться с тем минимумом, который необходим при усвоении учебного материала, а также дать возможность сильным учащимся интеллектуально развиваться. Для учеников с высоким уровнем обученности необходимо:1.Разрабатывать задания, в которых нужно помимо выполнения основных заданий сделать дополнительные задания.Например:1)Реши уравнения, в таблице поставь букву под получившимся ответом и узнаешь, какое озеро называют «жемчужиной планеты».Ж:8= 3Й ‬6= 5В+13= 52‬11Б + 15= 17(А + 3): 2= 2К ‬(6:3)= 1038 ‬Л= 25

2)Реши уравнения. Х:6= 1212:Х= 6Х 6= 12Раздели их на две группы (найди разные варианты).Составь аналогичные уравнения.

3)Реши уравнения.Х:8= 810:Х= 10Х 12= 12Чем они похожи? Чем отличаются? Попробуй вывести правила для двух уравнений. Будут ли исключения из правил? Докажи.

4)Реши уравнения.У+56= 100У ‬33= 8458 ‬У= 48Сейчас измени уравнения так, чтобы неизвестное число находилось противоположным действием. Какое составленное тобой уравнение отличается от остальных?

5)Реши уравнения.10 Х= 5015 Х= 7520 Х= 100Шелыгина О. Б. Каткова А. С.Обучение младших школьников решению уравнений посредством дифференцированного подхода// Концепт. –2015. –Спецвыпуск №27. –ART75367. –0,4п. л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/75367.htm. –ISSN 2304120X. 4

25 Х= 125Найди закономерность. Составь и реши еще два уравнения.Придумай по аналогии свою цепочку уравнений.

6)Реши уравнения.(25 ‬Х):5= 4(49+Х):6= 9(Х+31):6= 614:(2+Х)= 2На какие две группы можно их разделить?Чем похожи уравнения?Составь свое уравнение с таким же ответом к каждой выделенной группе.

7)После решения уравнений предложить: найти сумму всех ответов, расположить ответы в порядке убывания (возрастания),разделить ответы на группы по какомулибо признаку и т.п.

2.Разрабатывать частичнопоисковые и творческие задания.Например:

1)Найди в словах числа, составь с числами уравнения и реши их: Х‬подвал= 34семья * Х= семьястриж + Х= сорокаХ: опять= 45

2)Догадайся, по какому принципу составлено первое уравнение. август ‬Х= июнь8 ‬Х= 6Х= 2Х= февраль На основе этого ‬реши уравнения:декабрь:Х= февраль2 (август‬Х)= август(Х ‬март): март= мартПридумайте и решите аналогичные уравнения, используя дни недели.

3)Дан ряд цифр 3,5,7,9. Запиши и реши уравнения:а)если из неизвестного числа вычесть число, которое на 2 больше второго числа в ряду цифр, то получится последнее число в ряду (Х ‬7= 9).б)если к двузначному числу, в котором первая цифра ‬это вторая в ряду, а вторая цифра ‬это последняя цифра в ряду прибавить неизвестное число, то получится число, в котором первая цифра ‬это третья цифра в ряду, а вторая ‬первая цифра в ряду(59 + Х= 73).

4)Составь и реши уравнение: «Я загадала число. Прибавила к нему самое маленькое трехзначное число. Результат разделила на самое большое однозначное число. Получила число, которое меньше 13, больше 10, но не 11».

5)Дан ряд чисел (каждое число на 1 больше предыдущего): ¤, ∩, , ᴥ,Шелыгина О. Б. Каткова А. С.Обучение младших школьников решению уравнений посредством дифференцированного подхода// Концепт. –2015. –Спецвыпуск №27. –ART75367. –0,4п. л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/75367.htm. –ISSN 2304120X. 5

Реши уравнения со сказочными числами.¤+Х= Х= ∩

6)Рассмотри решение уравнения и запиши первоначальное уравнение‬Х= 7 5Х= 43‬Х= 8

7)Составь и реши уравнения, в которых для нахождения корня уравнения нужно было умножить на двузначное число.8)Составьте и решите такие уравнения, чтобы можно было повторить вычитание многозначных чисел и переходом через разряд.9)Замени буквы числами (каждой букве соответствует ее порядковый номер в алфавите), составь и реши уравнения.ж + Х= мХ ‬в= кХ: г= и

10)Запишите слово ЛЕС с помощью чиселЕ+8= 16 С‬4= 10 14‬Л= 5

3.Привлекать учеников к ведениюфрагментов уроков, назначать командирами при групповой форме работы.4. Предлагать более трудные уравнения. Высокая трудность может быть за счет:усложнения числового материала,увеличения объема выполняемых заданий,увеличения количества объектов и действий с ними,более сложных вычислительных приемов.

Учащиеся со средним уровнем обученностипо теме «Уравнения» должны упражняться в решении уравнений. Необходимо предлагать достаточное количество репродуктивных упражнений для закрепления знаний и умений. Так же можно разнообразить деятельность, предложив задания вида: 1)Раздели уравнения в два столбика по определенному признаку. Реши их. Подумай, какие ещё признаки классификации могли получиться: 25 ‬Х= 10А + 34= 55(К‬5) ‬5= 10 Х + (17+17)= 55

2)Выбери и реши только те уравнения, в которых неизвестное находится делением: 49:Х= 7 Х 6= 42 Р 7= 28 45:Z= 9

3)Сделай прикидку. Выбери и реши только те уравнения, в которых неизвестное число двузначное44‬У= 22 19‬Х= 10 Х‬15= 15 У+12= 100 22‬Х= 15

4)Самолёт должен лететь на городами в определенном порядке (от большего числа к меньшему). Реши уравнения, подпиши города и составь маршрут самолёта. Шелыгина О. Б. Каткова А. С.Обучение младших школьников решению уравнений посредством дифференцированного подхода// Концепт. –2015. –Спецвыпуск №27. –ART75367. –0,4п. л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/75367.htm. –ISSN 2304120X. 6

42+ Х= 5848: Х= 6А ‬15= 146 M= 30Р ‬(13‬3)= 25(К+8) ‬12= 8

16‬Москва8 ‬Ижевск29 ‬НижнийНовгород5 ‬СанктПетербург35 ‬Рязань 12 ‬Киров

5)Составь уравнения с числами 3, 12; 8, 32 и реши их.12: Х= 3; 3 Х= 12 32: Х= 8; 8 Х= 32

6)Рассмотри решение уравнений и вставь соответствующий знак в запись уравнения.Х? 6= 24 Х?6= 24Х= 24: 6 Х= 24 6

7)Составь и реши уравнение: «Какое число надо умножить на восемь, чтобы получилось 32?»

Для учащихся с низким уровнем усвоения учебного материаладолжны предлагаться репродуктивные задания на отработку материала. Если ученики не справляются и с этими заданиями, то необходимо оказать методическую направляющую помощь, предлагая задания следующего вида: 1.Реши уравнения по следующему образцу:35 ‬Х= 8Х= 35 ‬8 Х= 2735 ‬27= 88= 8

65 ‬Х= 4374‬Х= 19

2.Соедини «подсказки»с уравнениями. Пользуясь найденными подсказками, реши уравнения.Чтобынайти неизвестное вычитаемое,нужно к значению разности прибавить уменьшаемое.

С 9= 36Чтобы найти множитель,нужно значение произведения разделить на известный множитель.

72 ‬В= 31Чтобы найти второе слагаемое, нужно из значения суммы вычесть первое слагаемое.

64 + Х= 82Чтобы найти делимое, нужно значение частного умножить на делитель.

3.Дан необходимый теоретический материал. Шелыгина О. Б. Каткова А. С.Обучение младших школьников решению уравнений посредством дифференцированного подхода// Концепт. –2015. –Спецвыпуск №27. –ART75367. –0,4п. л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/75367.htm. –ISSN 2304120X. 7

Составь и реши уравнения, если известно, что сумма получается при сложении, разность ‬при вычитании, произведение ‬при умножении, а частное ‬при делении.Если из неизвестного числа вычесть 20, то получится произведение чисел 9 и 6.Если к 15 прибавить неизвестное число, то получится частное 80 и 4Если неизвестное число умножить на 6, то получится сумма чисел 35 и 7

4.Пользуясь алгоритмом, реши уравнение (Х+3):8= 51)Определи по последнему действию, чем является выражение в левой части (суммой, произведением, разностью, частным)?2)Где находится Х? Как найти неизвестный компонент? Применяем правило.3)Упрощаем равенство (находим значение выражения)4)Называем компоненты.5)Решаем простое уравнение.6)Выполняем проверку.

5.Реши уравнения, пользуясь памяткой: «Чтобы найти целое надо сложить части. Чтобы найти часть надо из целого вычесть известную часть».

6.Продолжитерешение уравнений.80+Х= 100 Х ‬200= 220Х= …‬… Х= … + …

7.Даны подготовительные задания.Х‬38= 38 (Х+5)‬45= 45

8.Предварительное решение уравнений на «маленьких числах».Х‬7= 8 8‬Х= 6Х‬25= 54 64‬Х= 20Х‬344= 485205‬Х= 140

9.Приучение к самоконтролю.1)Проанализируй решения уравнений и найди ошибки. Что нужно всегда делать, что бы ошибки не допускать?Х: 2= 4 Х:5= 15 Х 8= 8 Х:10= 20Х= 4: 2 Х= 15 5 Х= 8:8 Х= 20:10Х= 2 Х= 80 Х= 1 Х= 22)Сделай прикидку, а потом реши уравнение (из какого числа нужно вычесть двадцать, чтобы получилось сто?)Х‬20= 1003)Найди правильно решенное уравнение. Докажи его правильность.Х:5= 10 Х:5= 10Х:5= 10Х= 10:5 Х= 10+5 Х= 10 5Х= 2 Х= 15 Х= 50

Данные виды заданий представляют собой методическую помощь ученикам, благодаря которой учащиеся с низким уровнем обученности смогут правильно решать уравнения и со временем догнать более «сильных» учеников. Необходимо заметить, что количество методической направляющей помощи необходимо постепенно сокращать по мере продвижения учеников (дети должны понимать, что учитель не будет помогать им все время), заменяя ее на стимулирующую помощь.

Шелыгина О. Б. Каткова А. С.Обучение младших школьников решению уравнений посредством дифференцированного подхода// Концепт. –2015. –Спецвыпуск №27. –ART75367. –0,4п. л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/75367.htm. –ISSN 2304120X. 8

Таким образом, дифференцированный подход в обучении является эффективной формой организации учебного процесса в начальной школе на уроках математики. Для организации данного подхода необходимо подразделять класс на три группы, внутри каждой из которой будутобъединены дети с одинаковым уровнем усвоения учебного материала. Каждой группе нужно давать задания того уровня, которому соответствуют интеллектуальные возможности детей. В результате нашего исследования и внедрения в процесс обучения разработанных заданий для разных групп учащихся мы пришли к выводу, что дифференцированный подход к младшим школьникам на уроках математики в процессе обучения решению уравнений является удобной и эффективной формой организации учебного процесса. При дифференцированном подходе каждый ребёнок в классе может развивать свои знаний и умения, а тот, кто не уверен в них, может справиться с выполнением задания, используя методическую помощь.

2.Конев А.Н. Индивидуальнотипологические особенности младших школьников как основа дифференцированного обучения.‬М., 1998.

Olga Shelygina,

Ph.D., Assistant Professor of pedagogy and methodology of preschool and primary education,Vyatka State University of Humanities, [email protected] Katkova,Student,Vyatka State University of Humanities, KirovTraining of younger schoolboys the solution of equations through a differentiated approachAbstract. The article is devoted to the implementation of the differentiated approach to the younger students in the learning process solving equations. The authors suggest different methods work on equations, depending on the level of training of students, contributing to the development ofstudents" thinking, their cognitive interest. Teaching methods are supported by examples of differentiated tasks on "equations" for different groups of students.Keywords: teaching mathematics, teaching solving equations, junior high school students, a differentiated approach, multilevel task.

Горевым П. М., кандидатом педагогических наук, главным редактором журнала «Концепт»

Поступила в редакциюReceived03.11.15Получена положительная рецензияReceived a positive review05.11.15ПринятакпубликацииAccepted for publication05.11.15ОпубликованаPublished11.11.15

© Концепт научнометодический электронный журнал 2015©Шелыгина О. Б. Каткова А. С.,2015www.ekoncept.ru

Основные способы решения уравнений в начальной школе: 1) подбор и 2) на основе зависимости между компонентами и ре­зультатом действия.

Подбор. Первым и ведущим способом решения уравнений должен быть подбор. Мы уже говорили, что этот способ основан на строгом

определении уравнения, отражает общий смысл понятия уравнения. Чтобы этот смысл был понят и принят необходимо, чтобы учащиеся приобрели достаточный опыт выполнения основных действий при подборе корня, так как владение ими необходимо при проверке ре­шении уравнения любым способом. Такими действиями являются: замена символа его значением, установление истинностного зна­чения числового равенства (верное или неверное?).

Решение уравнения подбором нужно включать в уроки и тогда, когда учащиеся познакомятся и с другими способами решения урав­нений. Такое решение может быть из видов заданий при освоении учащимися вычислительных алгоритмов, при изучении свойств дей­ствий, овладении умениями находить значения числовых выражений в несколько действий.

Задания . 1. Реши следующие уравнения, подобрав корень с по­мощью свойств арифметических действий: х + 3 = 3 + 4; 12 - (7 + х ) = = 12 - 7 - 10; 17 · (х + 5) = 17 · 10 + 17 · 5; 27 · 5 + 27 · х = 27 · 20. 2. Дано уравнение 393 · х - 2 430: 5 = 6 195, корнем которого является одно из чисел из чисел 15 или 17; определи корень уравнения.

При решении подбором в рассмотрение можно брать любые уравнения, например такое (х + 3) - (4 + х) = 11, или после изучения умножения на нуль такое (х - 7) · (х - 14) · (5 - х) = 0. Полезно обра­щение к решению уравнений подбором и в процессе овладения уча­щимися действиями с многозначными числами. При любых способах решения, подстановка в уравнение значения переменной и вычисле­ние значений числовых выражений, расположенных слева и справа от знака =, установление того, верное или неверное равенство по­лучилось, являются средствами проверки решения. Таким образом, нахождение корня уравнения подбором полезно, прежде всего, как средство формирования понятия уравнения, как средство проверки найденного другим способом корня.

Способ, основанный на зависимости между компонентами и результатом действия. Это следующие зависимости: между сум­мой и слагаемыми (a + b  = c  <-> c  - b  = a, c  - a = b - если из суммы слагаемых вычесть одно из слагаемых, то получится другое); между разностью и вычитаемым, между разностью и уменьшаемым (a - b  = c  < r -> b + c  = a, a - c  = b - если к вычитаемому прибавить разность, то получится уменьшаемое; если из уменьшаемого вычесть разность, то получится вычитаемое); между произведением и множителями (ab = c < r -> c : b = a , c : a = b - если произведение разделить на мно­житель, то получится другой множитель); между частным и делимым, между частным и делителем (a : b = q <-> a  = bq , a : q = b - если частное умножить на делитель, то получится делимое; если делимое разделить на частное, то получится делитель). Обратим внимание, что зависи­мость действует в ситуации, выраженной в записи истинным число­вым равенством. Все буквенные записи свойств представляют истин-

ные числовые равенства для некоторой тройки чисел. Перечисленные свойства характеризуют связь действий, которые называют взаимно обратными: сложения и вычитания, умножения и деления.

Если в равенствах, выражающих зависимость между компонента­ми и результатами действий, поменяем левую и правую части и про­читаем их, то получим утверждения относительно компонентов дей­ствия. Например, а + Ъ = с <-> а = с - Ъ , Ъ = с - а , что читается так: «Слагаемое равно разности суммы и другого слагаемого». Если это слагаемое по каким-либо причинам было нам неизвестно, то мы получаем возможность его найти. В этом случае формулируют пра­вила: как найти неизвестное слагаемое (вычитаемое, уменьшаемое, множитель, делимое, делитель), которые могут быть использованы при решении уравнений.

Рассмотренные зависимости являются важными зависимостями при изучении арифметических действий и потому рассматривают­ся обычно в процессе этого изучения. При планировании перехода к способу решения уравнений на основе этих зависимостей нужно на нескольких предыдущих уроках актуализировать знания этих зави­симостей, правил нахождения неизвестного компонента действий.

Чтобы перейти к способу решения уравнений на основе указан­ных зависимостей, нужно от уравнения как от равенства с пере­менной, которое не является верным числовым равенством, перей­ти к верному числовому равенству (представленные зависимости и правила применимы только к верным числовым равенствам). Для этого применяют прием, который можно назвать «выдаем желаемое за действительное». Этот прием заключается в том, что мы «делаем вид», что уравнение - это верное числовое равенство. Нам нужно, чтобы уравнение было верным числовым равенством - мы и назна­чим его быть таковым! В математике довольно часто используют этот прием. Говорят: «Пусть …». Принимая желаемое за действительное, получают следствия, приводящие к новым знаниям.

Пусть нам нужно решить уравнение: х + 18 = 42. Мы пока не зна­ем значения х, т. е. не знаем имени или цифрового общепринятого обозначения числа, при подстановке которого вместо х, равенство было бы верным. Но скажем: пусть х будет не переменной, а тем чис­лом, которое в сумме с 18 дает число 42, т. е. х и есть то самое число, которое является корнем уравнения. Просто оно записано не цифра­ми! И в этом смысле можно назвать его неизвестным нам. Тогда х + 18 = 42 есть истинное (верное) числовое равенство, утверждающее, что сумма числа х и числа 18 равна 42. Для такой суммы справедли­во свойство: если из суммы вычесть одно из слагаемых, то получится другое слагаемое: 42 - 18 = х, или: чтобы найти неизвестное слагае­мое, нужно из суммы вычесть известное слагаемое х = 42 - 18. Вы­полнив вычитание, получаем искомое значение х = 24 - цифровую запись слагаемого и значения переменной х, при котором уравнение обращается в верное равенство (24 - корень уравнения).

Урок, на котором первый раз обсуждается вопрос, как еще, кро­ме подбора можно найти корень уравнения может быть проведен по плану: а) актуализация знания зависимостей между компонентами и результатами изученных действий (сложения и вычитания); б) по­становка проблемы и учебной задачи: открыть, узнать новый способ решения уравнений, научиться решать простейшие уравнения новым способом; в) открытие нового способа в процессе обсуждения воз­можности применения свойств арифметических действий (зависимо­стей между компонентами и результатами действий), представление способа в форме алгоритмического предписания (перечня операций); г) применение нового способа к решению уравнений; д) подведение итога по теме «Решение уравнений на основе зависимостей между компонентами и результатами действий».

Полагаем, что введение уравнений и названных способов реше­ния произойдет не позднее второго класса, на материале действий сложения и вычитания, поэтому дальнейшее развитие темы будет идти по трем направлениям: простейшие уравнения с действиями умножения и деления; уравнения, требующие преобразования вы­ражений для перевода к основным видам простейших уравнений; уравнения сложной структуры. Виды простейших уравнений с умно­жением и делением: 2х = 8, х : 3 = 9, 24: х = 10. Примерный вид урав­нений, требующих преобразования числовых выражений: 3 + х + 17 = 18 · 3. Пример видов уравнений сложной структуры: (х + 4) · 5 = = 40, (х + 4) · 5 - 25 = 15. Уравнения для решения могут задаваться учебником, составляться самими учащимися, в том числе по тексто­вым задачам.

Значение изобретения уравнений в познании мира, решении за­дач осознается учащимися при применении их к решению текстовых задач. Как отмечалось, основной частью такого решения является составление уравнения, которое может рассматриваться как перевод текста с естественного языка на математический (см. гл. 5).

Завершая разговор о представлении алгебраической линии в на­чальном математическом образовании еще раз подчеркнем ее зна­чимость как средства обобщения, средства понимания сущности ма­тематики как всеобщего языка познания.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Какая связь между алгеброй и арифметикой? Как вы понимаете слова Исаака Ньютона, что алгебра - это «всеобщая арифметика»?

Что такое «математическая структура»? Какие свойства множества на­туральных чисел и нуля позволяют утверждать, что это множество явля­ется структурой? Как можно использовать этот факт в обучении матема­тике учащихся начальной школы?

Приведите примеры заданий и вопросов, которые бы побуждали учащих­ся к обобщению арифметических действий и их свойств.

Какие средства письменного языка математики предназначены для утверждений о любых числах? Какие письменные знаки можно исполь­зовать для общих утверждений о числах, отношениях и действиях с чис­лами при обучении младших школьников? Как включить учащихся в про­цесс изобретения таких средств?

Что такое «буквенная символика» и как она может быть использована в начальном обучении математике?

Какую роль играет понятие выражения в математическом образовании младших школьников? Какие виды математических выражений рассма­триваются в начальной школе? Чему нужно и можно научить учащихся при изучении ими выражений? Перечислите соответствующие предмет­ные результаты.

Чем отличаются числовые равенства и неравенства от отношений равен­ства и неравенства между числами? Какова связь этих понятий? Как по­казать эти отличия и эту связь учащимся?

В чем сходство и отличия понятий «переменная» и «неизвестное»? Как это отражается в характеристике понятия «уравнение»?

Почему способ решения уравнений «подбором» является ключевым при обучении математике в начальной школе? Какие еще способы решения уравнений доступны учащимся начальной школы?

10. Как перейти от решения уравнений подбором к решению уравнений другим способом, чтобы смысл уравнения как равенства с переменной оставался неизменным?

Гл а в а 9

Геометрическое образование младших школьников

Содержание темы «Уравнения. Решение уравнений. Решение текстовых (прикладных) задач с помощью уравнений». Обеспечение вариативности обучения на примере изучения этой темы

Ответ. Уравнение - это равенство с переменой. Если соединить f(х) и g(х) два выражения с переменной х- и областью определению х, тогда высказывательная форма вида f(х) и g(х) называются уравнением с одной переменной. Значение переменой х из множества х, при котором уравнение обращается в истинное числовое равенство, называется корнем уравнения. Решить уравнение это значит найти множество его корней. Например: Ур-е 4x=5x+2,на множество R действий. Чисел,2-2 - это единственный корень.

Решение уравнений методом подбора - это средство понимания учащимся смысла понятий уравнения, а так же решение уравнений. Два уравнения f1(х)=g1(х) и f2(х)=g2(х) называется равносильными, если множества их корней совпадают. Например: Уравнение равносильны. Так как оба имеют своими корнями 3 и -3. Замена уравнения равносильным ему уравнениям называется равносильным преобразованием. Так если уравнение заданно на множестве и - выражение, определенное на том же множестве. Тогда уравнения равносильны. Из этой теоремы вытекают следствия, которые используется при решении управлений. 1) Если к обеим частям управления прибавить одно и то же число, то получим уравнение, равносильное данному. 2) Если какое-либо слагаемое перенести из одной части уравнения в другую, поменять знак слагаемого на противоположный, то получим уравнение, равносильное данному. Если оби части уравнения умножить или разделить на одно и то же число, отмеченное от нуля, то получим уравнение, равносильное данному. Решим уравнение: 1)Приведем выражение, состоящее в левой и правой частях уравнения, к общему знаменателю

2. Отбросим общий знаменатель 6-2х=х: Умножили на 6 обе части уравнения, получили уравнения, равносильное данному. 3) Выражение -2х переносим в правую часть уравнения с противоположным знаком: 6=х=2х. 4) Приводим подобные члены в правой части уравнения: 6=3х.5) Разделим обе части уравнения на 3:х=2. Т.к. все преобразования, которые мы выполнили, решая данное уравнение, были равносильными, то можно утверждать, что2-корень этого уравнения. В НКМ теорет. Основой решения уравнений являются взаимосвязь между компонентами и рез-ми действий. Например: реш. Ур. (хЧ9):24=3 обосновывается следующим образом. Т.к. неизвестное находится в делимом, то что бы найти делимое, надо делитель умножить на частное: хЧ9=24Ч3, или хЧ9=72. Чтобы найти неизвестный множитель, надо произведение разделить на известный множитель. Х=72:9,или х=8, корень ур-я 8.

Использование уравнений - это инструмент решения задач, при знакомстве учащихся решению задач способом составления уравнений, можно использовать задачи, которые учащихся решали ариф-им способом. Для этой цели предлагается задания, по данному рисунку придумай задачу, которую можно записать уравнением 40Чх=28Ч20 хсм 20см 40см 28см

Формирование понятия переменной проходит в 3-этапах: 1 этап: решение заданий с окошками. Например: 3+ +5, + =6. Восстановить в записи пропущенное число. Вначале используются наглядные пособия. Так же используются арифметические задачи с пропущенными данными. 2 этап. Решить простую задачу с буквенными данными. Полученное буквенное выражение выступает как обобщенная запись, решением всех задач определенного типа. На основе рассмотрения большого числа однородных выражений, учащихся устанавливают общие Свойства этих выражений - это обобщение происходит с помощью буквенной записи, т. е. учащихся приходят к пониманию, что Свойства записаны с помощью букв, справедливо для любых значений переменной. Например: 15*20,2*15; 40*10, 11*40 и т. д. Так же дается задание заменить буквы числами, чтобы равенство было верно. Например: 23*а=а*23 (одни и те же буквы принимают одинаковые значение. Изучение уравнений проходит в 4 этапе: 1. Упражнение с окошками, ис-ся методом с подвохом. На этом этапе раскрывается связь м/у компонентами и рез-ом сложении. Формируется правило на нахождение неизвестного слагаемого. Метод подбора формирует о том, что значит решить уравнение. 2. Для обозначения использовать буквы. Вводится термин - уравнение. Ученики учатся узнавать уравнение: Например: 5+2=7,6-х=3, 9-х. Накопление опыта решения подбором, позволяет усовершенствовать методику подбора. Например:6-х=4, т. е. х не больше 6, иначе смысла нет в записи. Одновременно учатся читать урав. и записывать их: Например, 8-х=3. 3. Решение простых задач с помощью ур-я. Последовательность выясняется что известно: неизв. обозначается за х, исходя из условия сост-ют уравнение. Ур-е решается, полученное число истолковывается в с соответствии требованиям задачи. Самым трудным моментом являются запись задачи виде ур-я, поэтому широко используется модели: геом-е, граф. И т. д. 4. Составление задач по уравнению.