equations 5.3 notes - mastering-mathematics

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1 EQUATIONS OUTLINE ā€¢ Linear Equations ā€¢ Literal Equations ā€¢ Quadratic Equations ā€¢ Cubic Equations ā€¢ Linear Inequalities ā€¢ Simultaneous Equations 1 2

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Page 1: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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EQUATIONS

OUTLINE

ā€¢ Linear Equations

ā€¢ Literal Equations

ā€¢ Quadratic Equations

ā€¢ Cubic Equations

ā€¢ Linear Inequalities

ā€¢ Simultaneous Equations

1

2

Page 2: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

2

LINEAR EQUATIONS

ā€¢ solve complex linear equations involving algebraic fractions

LINEAR EQUATIONS

Linear equations have exactly one solution.

eg. Solve 2š‘„ 1 3 š‘„ 1

3

4

Page 3: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

3

EQUATIONS WITH FRACTIONS

Solve:

š‘„ 13

š‘„2

5

PRONUMERALS ON THE BOTTOM

When pronumerals are on the bottom, we treat the fractions exactly 

the same.

2š‘„

32š‘„

11š‘„

5

6

Page 4: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

4

BINOMIAL NUMERATORS OR DENOMINATORS

Solve:

š‘„ 23

š‘„ 54

BINOMIAL NUMERATORS OR DENOMINATORS

Solve 

š‘„š‘„ 1

3š‘„ 1

1

7

8

Page 5: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

5

LITERAL EQUATIONS

ā€¢ change the subject of formulas

LITERAL EQUATIONS

A literal equation has more than one variable. We cannot solve a literal 

equation unless we do simultaneous equations. We can change the 

subject of the equation.

Make y the subject of 2š‘„ 3š‘¦ 5.

9

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Page 6: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

6

LITERAL EQUATIONS

We can change the subject of a formula to make it easier to solve 

questions.

Find the value of h if š‘‰ 120 and š‘Ÿ 6 by changing the subject of the formula  š‘‰ šœ‹š‘Ÿ ā„Ž.

LITERAL EQUATIONS

Make r the subject of š“ šœ‹š‘Ÿ .

11

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Page 7: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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LITERAL EQUATIONS

Make š‘Ÿ the subject of š‘†š‘Ž

1 š‘Ÿ.

QUADRATIC EQUATIONS

ā€¢ solve equations of the form š‘Žš‘„ š‘š‘„ š‘ 0 by factorisation and by 'completing the squareā€™

ā€¢ use the quadratic formula to solve quadratic equations

ā€¢ identify whether a given quadratic equation has real solutions, and whether or not they are equal

ā€¢ solve a variety of quadratic equations and check the answers through substitution

ā€¢ substitute a pronumeral to simplify higherā€order equations in order to solve them

ā€¢ solve quadratic equations resulting from substitution into formulas or through solving problems and check their solutions

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Page 8: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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QUADRATIC EQUATIONS

Recall that quadratic equations may have one, two or no solutions.

š‘„ 0

š‘„ 1

š‘„ 9

FACTORISING AND SOLVING

For quadratic trinomials, we can factorise and use the null factor law to 

solve the equation.

š‘„ 3š‘„ 2 0Null Factor Law:

If š“ šµ 0 then 

either š“ 0 or šµ 0.

15

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Page 9: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

9

FACTORISING AND SOLVING

Solve the following equations:

š‘„ 2š‘„ 63 0

3š‘„ 5š‘„ 12 0

CHECKING SOLUTIONS

Like all equations, we can check if our solutions are correct by 

substituting back into the equation.

3š‘„ 5š‘„ 12 0

š‘„ 3,43

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Page 10: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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COMPLETING THE SQUARE

What happens if we cannot factorise?

Solve š‘„ 6š‘„ 5 0

EXAMPLE

Solve š‘„ 4š‘„ 6 0 by completing the square.

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Page 11: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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THE QUADRATIC FORMULA

Solve the equation š‘Žš‘„ š‘š‘„ š‘ 0.

THE QUADRATIC FORMULA

Given any quadratic equation in the form š‘Žš‘„ š‘š‘„ š‘ 0 we can 

find the solutions of the equation by using the formula:

š‘„š‘ š‘ 4š‘Žš‘

2š‘Ž

The solutions to a quadratic equation are called the roots or zeroes. They are the xā€intercepts of the graph of the equation.

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Page 12: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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THE QUADRATIC FORMULA

Use the quadratic formula to find the roots of the equation š‘„ 6š‘„ 5 0.

THE QUADRATIC FORMULA

Find the roots of the equation to 3š‘„ š‘„ 18 0 to 3 significant 

figures.

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Page 13: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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EQUATIONS REDUCIBLE TO QUADRATICS

Solve š‘„ 13š‘„ 36 0

EQUATIONS REDUCIBLE TO QUADRATICS

By making an appropriate substitution, solve the equation:

2 4 5 2 2 0

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Page 14: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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THE DISCRIMINANT

There is a quick way to determine whether a quadratic equation has 

zero, one or two solutions. All we need to do is calculate the expression 

under the square root in the quadratic formula.

š‘„š‘ š‘ 4š‘Žš‘

2š‘ŽThis is called the discriminant and has the symbol āˆ†.

THE DISCRIMINANT

Letā€™s look at some examples:

a š‘„ 5š‘„ 3 0

b) š‘„ 6š‘„ 9 0

c) 2š‘„ 4š‘„ 7 0

š‘„5 25 4 3

25 13

2

š‘„6 36 4 9

26 0

23

š‘„4 16 4 2 7

2 24 40

4

27

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Page 15: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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THE DISCRIMINANT

A quadratic equation has:

ā€¢ Two real roots if āˆ† 0

ā€¢ One real root if āˆ† 0

ā€¢ No real roots if āˆ† 0

EXAMPLE

Use the discriminant to find the number of solutions to the following 

quadratic equations:

a 2š‘„ š‘„ 9 0 āˆ† 1 4 2 9 71 none

b) š‘„ 5š‘„ 11 0 āˆ† 5 4 1 11 69 two

c) 4š‘„ 12š‘„ 9 0 āˆ† 12 4 4 9 0 one

d) š‘„ 6š‘„ 12 0 āˆ† 6 4 1 12 84 two

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Page 16: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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THE DISCRIMINANT

There is one other piece of information we can get from the 

discriminant. We can tell whether a quadratic can be factorised or not.

eg. Find the discriminant of the following:

2š‘„ š‘„ 6 āˆ† 1 4 2 6 49

3š‘„ š‘„ 5 āˆ† 1 4 3 5 61

2š‘„ š‘„ 3 āˆ† 1 4 2 3 25

Two of these can be factorised. Which ones?

If the discriminant is a perfect square, the answer will be _________.

EQUATIONS FROM FORMULAE

The cosine rule is a formula that finds unknown sides or angles of a non 

right angled triangle:

š‘ š‘Ž š‘ 2š‘Žš‘š‘š‘œš‘ š¶

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Page 17: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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WORD PROBLEMS

A skydiver jumps from a plane. The height above the ground after tseconds is given by ā„Ž 1900 5š‘” .

a) What height was the plane when the skydiver jumped?

b) Approximately how many seconds will it take for the skydiver to 

reach the ground?

WORD PROBLEMS

A skydiver jumps from a plane. The height above the ground after tseconds is given by ā„Ž 1900 5š‘” .

c) How many seconds does it take for the skydiver to fall 1000m?

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Page 18: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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WORD PROBLEMS

The product of two consecutive, positive integers is 342. What are the 

numbers?

CUBIC EQUATIONS

ā€¢ solve simple cubic equations of the form š‘Žš‘„ š‘˜, leaving answers in exact form and as decimal approximations

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Page 19: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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CUBE ROOT

Unlike square root, when we take the cube root there is only one 

solution.

Why?

27 3

CUBIC EQUATIONS

The highest power of a cubic equation is 3.

A cubic equation can have one, two or three solutions.

Solve the following cubic equations:

The opposite operation of 3 is āˆ›.

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Page 20: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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LINEAR INEQUALITIES

ā€¢ solve linear inequalities, including through reversing the direction of the inequality sign and graph the solutions 

LINEAR INEQUALTIES

Recall the two rules for solving inequalities:

ā€¢ if we turn the inequality around (that is, swap sides) the inequality sign flips

ā€¢ if we multiply or divide by a negative the sign flips

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Page 21: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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EXAMPLES

Solve, and graph the solution on a number line:

2š‘„ 1 š‘„ 2 2š‘„ 1 3š‘„ 1

HARDER INEQUALITIES

Inequalities can have three parts to them. For example:

2 š‘„ 1 5

This means that š‘„ 1 lies between  2 and 5.

We can solve this inequality by applying opposite operations to all 

three sides.

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Page 22: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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HARDER INEQUALITIES

Solve 1 1 2š‘„ 5.

SIMULTANEOUS EQUATIONS

ā€¢ use analytical methods to solve simultaneous equations, where one 

equation is nonā€linear

ā€¢ use graphical methods to solve simultaneous equations, where one 

equation is nonā€linear

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Page 23: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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SIMULTANEOUS EQUATIONS

Recall that there are three methods of solving simultaneous equations:

ā€¢ Elimination

ā€¢ Substitution

ā€¢ Graphical

When one of the equations is nonā€linear, it is not practical to use the 

elimination method.

SUBSTITUTION METHOD

Solve the following simultaneous equations:

š‘¦ š‘„ 3š‘„ 1

š‘¦ 2š‘„ 5

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Page 24: Equations 5.3 notes - Mastering-Mathematics

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SUBTITUTION METHOD

Solve the following simultaneous equations.

š‘¦2š‘„

š‘¦ š‘„ 1

GRAPHICAL METHOD

Solve the simultaneous equations by 

graphing and finding the points of 

intersection.

š‘¦2š‘„

š‘¦ š‘„ 1

x -2 -1 0 1 2

y

x -2 -1 0 1 2

y

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