歡迎
代數就是偵探工作。
有人把一個數字藏起來了。他們給了你線索。你的工作是找出那個數字是什麼。
被隱藏的數字有了一個名字:x。這就是變數 — 它是某個你還不知道的東西的名字。
在這堂課的最後,你將能夠在越來越複雜的隱藏位置找到 x。一旦你能做到這一點,你就掌握了所有高等數學的鑰匙。
熱身
快速謎題
暫時忘掉數學課。就想想這個:
如果 3 袋蘋果總共重 12 磅,一袋重多少?
天平
天平比喻
方程式就像一台天平。等號是支點。左邊的東西和右邊的東西一樣重。
黃金法則:你對一邊做什麼,就必須對另一邊做什麼。 如果你在左邊加 5,你也要在右邊加 5。如果你把左邊除以 3,你也要把右邊除以 3。
例 1:x + 5 = 12
x 被加了 5。要隔離 x,我們做反運算 — 從兩邊都減去 5。
x + 5 - 5 = 12 - 5
x = 7
例 2:3x = 21
x 被乘以 3。要隔離 x,我們做反運算 — 將兩邊都除以 3。
3x ÷ 3 = 21 ÷ 3
x = 7
加法 ↔ 減法。乘法 ↔ 除法。 這些是反運算對。
順序很重要
通向自由的兩步
現在 x 被鎖在兩個運算後面,而不是一個。
例:2x + 3 = 11
把它想像成打開一個包裝。x 首先被乘以 2,然後加上 3。要撤銷這個,我們按相反順序進行:
第 1 步: 撤銷加法。從兩邊都減去 3。
2x + 3 - 3 = 11 - 3
2x = 8
第 2 步: 撤銷乘法。將兩邊都除以 2。
2x ÷ 2 = 8 ÷ 2
x = 4
規則:先撤銷加法或減法,然後撤銷乘法或除法。 你在按相反的順序剝去層次。
你總是可以通過代入來檢查你的答案:2(4) + 3 = 8 + 3 = 11。✓
收集變數
如果 x 在兩邊呢?
到目前為止,x 只出現在方程式的一邊。但是當 x 出現在兩邊時會發生什麼?
例:5x + 2 = 3x + 10
x 在左邊和右邊都有。我們需要將所有 x 項都放在一邊。
第 1 步: 從兩邊都減去 3x,將 x 項移到一起。
5x - 3x + 2 = 3x - 3x + 10
2x + 2 = 10
第 2 步: 現在這是一個雙步方程式。從兩邊都減去 2。
2x = 8
第 3 步: 將兩邊都除以 2。
x = 4
檢查: 5(4) + 2 = 22。而 3(4) + 10 = 22。兩邊都等於 22。✓
新步驟很簡單:從兩邊都減去較小的 x 項,將所有 x 都放在一邊。 然後像之前一樣求解。
將英文翻譯成代數
從文字到方程式
代數最難的部分不是求解方程式 — 而是設置它們。真正的問題用文字表達,不是符號。
翻譯指南:
- 一個數字 → x
- 加倍 或 兩倍 → 2x
- 加 、超過 、增加了 → +
- 減 、少於 、減少了 → -
- 是 、等於 、結果是 → =
例
"一個數字加倍後再加三等於十五。"
翻譯:2x + 3 = 15
求解:2x = 12,所以 x = 6。
訣竅是慢慢閱讀,一段段翻譯,並在嘗試求解之前先寫出方程式。
方程式是直線
每個線性方程式都是一條直線
你一直在求解方程式 — 找出 x 在數線上的位置。但有一個更大的圖景。
當你有一個有兩個變數的方程式,比如 y = 2x + 3,每個解都是圖上的一個點。所有這些點都形成一條直線。
斜截式:y = mx + b
- m 是斜率 — 直線有多陡。它告訴你當 x 增加 1 時 y 改變多少。
- b 是y 截距 — 直線與 y 軸相交的地方。它是當 x = 0 時 y 的值。
回到手機計畫
你的手機計畫是:費用 = 0.05 × (文字信息數) + 20
或用斜截式:y = 0.05x + 20
- 斜率 是 0.05 — 每條額外的文字信息為你的賬單增加 5 美分。
- y 截距 是 20 — 即使零文字信息,你也要支付 $20。
如果你繪製這個圖形,你會看到一條從 y 軸上的 $20 開始的直線,每條文字信息上升 5 美分。