Evaluarea Națională

Ecuația de gradul I

O ecuație de gradul I (sau ecuație liniară) cu necunoscuta xx este o egalitate care se poate aduce la forma ax+b=0,a,bR.ax + b = 0, \quad a, b \in \mathbb{R}. A rezolva ecuația înseamnă a determina mulțimea soluțiilor SS — toate valorile lui xx care fac egalitatea adevărată.

Ecuații echivalente. Două ecuații sunt echivalente dacă au aceeași mulțime de soluții. Trecem de la o ecuație la una echivalentă (mai simplă) prin transformări permise:

  • adunăm sau scădem același număr (sau aceeași expresie) în ambii membri;
  • înmulțim sau împărțim ambii membri cu un număr nenul.

În practică, „mutarea" unui termen dintr-un membru în celălalt înseamnă adunarea/scăderea lui în ambii membri: termenul schimbă semnul când trece de partea cealaltă.

Rezolvarea în cazul general (a0a \neq 0). Izolăm necunoscuta: ax+b=0ax=bx=ba.ax + b = 0 \Rightarrow ax = -b \Rightarrow x = -\frac{b}{a}. Ecuația are o soluție unică, deci S={ba}S = \left\{-\dfrac{b}{a}\right\}. De exemplu, 3x6=03x=6x=23x - 6 = 0 \Rightarrow 3x = 6 \Rightarrow x = 2, deci S={2}S=\{2\}.

Cazuri speciale (a=0a = 0). Dacă, după reducerea termenilor, coeficientul lui xx devine zero, apar două situații:

  • 0x+b=00 \cdot x + b = 0 cu b0b \neq 0: egalitatea b=0b = 0 este falsă pentru orice xx, deci ecuația nu are soluții: S=S = \emptyset. (Exemplu: 0x+3=00 \cdot x + 3 = 0.)
  • 0x+0=00 \cdot x + 0 = 0: egalitatea 0=00 = 0 este adevărată pentru orice xx, deci ecuația are o infinitate de soluții: S=RS = \mathbb{R}. (Exemplu: 2x+1=2x+12x + 1 = 2x + 1.)

Etapele de lucru la o ecuație mai complicată: (1) desfacem parantezele; (2) dacă apar numitori, înmulțim toată ecuația cu numitorul comun (fiecare termen!); (3) grupăm termenii cu xx într-un membru și numerele în celălalt (schimbând semnele la trecere); (4) reducem termenii asemenea, ajungând la forma ax=bax=-b; (5) împărțim la aa (dacă a0a \neq 0) sau discutăm cazul a=0a=0; (6) verificăm soluția înlocuind-o în ecuația inițială.

Verificarea nu este obligatorie la barem, dar elimină erorile de semn.

Formule

  • Forma generală: ax+b=0, a,bRax + b = 0, \ a, b \in \mathbb{R}

  • Soluția unică (a ≠ 0): x=bax = -\frac{b}{a}

  • Caz fără soluție: 0x+b=0, b0S=0 \cdot x + b = 0, \ b \neq 0 \Rightarrow S = \emptyset

  • Caz cu infinitate de soluții: 0x+0=0S=R0 \cdot x + 0 = 0 \Rightarrow S = \mathbb{R}

Exemple rezolvate

Exemplul 1

Rezolvă în R\mathbb{R} ecuația 2(x1)+3=x+42(x-1)+3 = x+4.

Desfacem paranteza: 2x2+3=x+42x-2+3 = x+4, adică 2x+1=x+42x+1 = x+4.

Grupăm termenii cu xx în stânga și numerele în dreapta (schimbând semnele): 2xx=412x - x = 4 - 1, deci x=3x = 3.

Mulțimea soluțiilor este S={3}S = \{3\}. Verificare: 2(31)+3=4+3=72(3-1)+3 = 4+3 = 7 și 3+4=73+4 = 7.

Exemplul 2

Rezolvă în R\mathbb{R} ecuația x12+x+23=2\frac{x-1}{2} + \frac{x+2}{3} = 2.

Înmulțim fiecare termen cu numitorul comun 66: 3(x1)+2(x+2)=12.3(x-1) + 2(x+2) = 12. Desfacem parantezele: 3x3+2x+4=123x-3+2x+4 = 12, adică 5x+1=125x+1 = 12.

Deci 5x=115x = 11 și x=115x = \frac{11}{5}. Mulțimea soluțiilor este S={115}S = \left\{\frac{11}{5}\right\}.

Exemplul 3

Discută mulțimea soluțiilor ecuației 0x+5=00 \cdot x + 5 = 0.

Coeficientul lui xx este 00, iar termenul liber este 505 \neq 0. Egalitatea devine 5=05 = 0, care este falsă indiferent de valoarea lui xx. Prin urmare ecuația nu are soluții: S=S = \emptyset.

Greșeli frecvente

  • Nu se schimbă semnul la mutarea unui termen: din $2x+1=x+4$ se obține corect $2x-x=4-1$, nu $2x-x=4+1$.
  • Împărțirea la $a$ fără a verifica dacă $a \neq 0$. Corect: dacă $a=0$ se discută separat ($S=\emptyset$ sau $S=\mathbb{R}$).
  • La eliminarea numitorilor nu se înmulțește fiecare termen. Corect: numitorul comun înmulțește TOȚI termenii, inclusiv pe cei fără fracție.
  • Confundarea cazurilor $a=0$: dacă se ajunge la $0=0$ ecuația are o infinitate de soluții ($S=\mathbb{R}$), nu „nicio soluție".

Pe scurt

  • Orice ecuație de gradul I se aduce la forma ax+b=0ax+b=0.
  • Dacă a0a \neq 0, soluția este unică: x=bax=-\frac{b}{a}, deci S={ba}S=\left\{-\frac{b}{a}\right\}.
  • Dacă a=0a=0 și b0b \neq 0: S=S=\emptyset; dacă a=0a=0 și b=0b=0: S=RS=\mathbb{R}.
  • Ecuațiile echivalente păstrează soluțiile: aduni/scazi același număr sau înmulțești/împarți cu un număr nenul.
  • Termenul mutat de partea cealaltă își schimbă semnul; la numitori, înmulțește fiecare termen.

Exersează această lecție →

Grile și probleme cu feedback imediat pe barem.