Matika pro Vevu

Zadej heslo, ať se dostaneš dál.

Matika pro Vevu

Vyber kapitolu, ze které píšeš písemku. Každá má krátký výklad, vzorové příklady krok po kroku a cvičení, kde si zkusíš vlastní řešení.

Lomené výrazy

Pohoda kapitola, vlastně jsou to jen zlomky s písmenkem. Než to vezmeš za zápis, projdi si pět krátkých sekcí níž — pak ti vzorové i procvičovací příklady budou dávat smysl.

1. Co to vlastně je

Představ si: máš 12 banánů a chceš je rovným dílem rozdělit kámoškám. Jenže ještě nevíš, kolik jich přijde — třeba 3, možná 6, klidně 8. Tak si to napíšeš takhle:

$$\frac{12}{x}$$

kde $x$ je počet kámošek. A to je celý lomený výraz — obyčejný zlomek, jen místo čísla v jmenovateli (nebo v čitateli) je písmenko.

Funguje úplně stejně jako $\frac{12}{4} = 3$ banány na osobu. Jen tu jednu hodnotu předem neznáš.

Takhle vypadají další lomené výrazy z učebnice:

$$\frac{x+1}{x-3}, \qquad \frac{2}{a-b}, \qquad \frac{x^2-9}{x+3}$$

Jakmile někde uvidíš zlomek s písmenkem dole, je to lomený výraz. Hotovo, žádná magie.

2. Kdy to vůbec dává smysl (definiční obor)

Vrať se k těm banánům. Co kdyby nepřišla žádná kámoška? Pak bys „dělila 12 nulou" — a kolik banánů na osobu to dělá, nikdo neví. Kalkulačka ti vyhodí Error. Nulou prostě nikdy nedělíš.

Pro lomený výraz to znamená jednu jedinou věc: jmenovatel nesmí být roven nule. Nikdy.

Pravidlo na písemku: u každého lomeného výrazu hned na začátku zjisti, kdy by jmenovatel byl 0, a tu hodnotu vyřaď. Tomu se říká podmínka (definiční obor).

Příklad. Máš výraz $\frac{5}{x-3}$. Ptáš se: kdy by $x - 3$ vyšlo nula?

$$x - 3 = 0 \;\Rightarrow\; x = 3$$

Takže $x$ nesmí být 3. Zápis: $x \in \mathbb{R},\; x \ne 3$.

Pozor: podmínku napiš dřív, než cokoli upravuješ. Když ji dopíšeš až na konci (nebo vůbec), učitelka ti strhne body.

3. Krácení a rozšiřování

Krátit = přepsat zlomek menšími čísly, aniž by se hodnota změnila.

Pizza-analogie: $\frac{4}{8}$ pizzy je úplně to samé množství jako $\frac{1}{2}$ pizzy. Jen jinak nakrájené. Vydělíš nahoře i dole tím samým číslem (společným dělitelem) a máš to.

$$\frac{12x}{8} = \frac{3x}{2} \quad (\text{krátíš čtyřkou — nahoře i dole})$$

U výrazů s mocninami si občas musíš čitatele/jmenovatele nejdřív rozložit na součin a pak teprve krátit. Klíčový vzorec, který si zapamatuj nazpaměť:

$$A^2 - B^2 = (A - B)(A + B)$$

Příklad — $x^2 - 9$ je vlastně $x^2 - 3^2$ (tedy $A = x$, $B = 3$):

$$\frac{x^2 - 9}{x + 3} \;=\; \frac{(x-3)(x+3)}{x+3} \;=\; x - 3 \qquad (x \ne -3)$$

Po krácení zmizí celé $(x+3)$ — protože ho máš nahoře i dole, je to jako vykrátit pětku v $\frac{5 \cdot 3}{5}$.

Rozšiřovat = pravý opak. Vynásobíš nahoře i dole tím samým, abys měla zlomek krájený jinak. Stejně jako $\frac{1}{2} = \frac{2}{4} = \frac{3}{6}$ — pořád ten samý kus pizzy. Hodí se to, když chceš sčítat zlomky a potřebuješ je dostat na společný jmenovatel.

4. Sčítání a odčítání

Pravidlo z páté třídy, které pořád platí: nemůžeš sčítat zlomky s různými jmenovateli. Musíš je nejdřív upravit na stejný jmenovatel.

Připomeň si: $\frac{1}{2} + \frac{1}{4}$. Polovinu si „rozkrojíš na čtvrtky" — $\frac{1}{2} = \frac{2}{4}$. A teď: $\frac{2}{4} + \frac{1}{4} = \frac{3}{4}$. Když je krájené stejně, sčítáš čitatele a jmenovatel necháš.

U lomených výrazů je to úplně stejně:

$$\frac{2}{x} + \frac{3}{2x} \;=\; \frac{2 \cdot 2}{2x} + \frac{3}{2x} \;=\; \frac{4 + 3}{2x} \;=\; \frac{7}{2x}$$

Postup ve třech krocích: 1) najdi společný jmenovatel, 2) rozšiř každý zlomek, aby ho měl, 3) sečti čitatele.

5. Násobení a dělení

Násobení je nejjednodušší ze všeho: čitatel × čitatel, jmenovatel × jmenovatel. Konec.

Představa: máš půlku čokolády. A z té půlky si vezmeš jednu třetinu. $\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{3} = \frac{1}{6}$ celé čokolády.

$$\frac{a}{b} \cdot \frac{c}{d} = \frac{a \cdot c}{b \cdot d}$$

Dělení zlomkem = násobení převráceným zlomkem. Vezmeš druhý zlomek, otočíš ho vzhůru nohama a násobíš.

$$\frac{a}{b} : \frac{c}{d} \;=\; \frac{a}{b} \cdot \frac{d}{c} \;=\; \frac{a \cdot d}{b \cdot c}$$

Tip: po vynásobení se vždycky koukni, jestli ještě nelze něco zkrátit. Skoro vždycky jde.

Vzorové příklady

Klikej „Další krok" a postupně se ti odhalí celé řešení.

Příklad 1 — Najdi definiční obor: $\dfrac{8}{x - 5}$

Krok 1 — Co nesmí být nula?

Jmenovatel je $x - 5$. Ten nesmí být roven nule.

$$x - 5 \ne 0$$

Kdyby byl jmenovatel nula, dělili bychom nulou — to nelze.

Příklad 2 — Zkrať a urči podmínky: $\dfrac{x^2 - 9}{x + 3}$

Krok 1 — Podmínky (než začneš upravovat)

$$x + 3 \ne 0 \;\Rightarrow\; x \ne -3$$

Příklad 3 — Sečti: $\dfrac{2}{x} + \dfrac{3}{2x}$

Krok 1 — Podmínky

$$x \ne 0$$

Žádný z jmenovatelů nesmí být nula.

Příklad 4 — Vynásob: $\dfrac{x}{4} \cdot \dfrac{8}{x^2}$

Krok 1 — Podmínky

$$x \ne 0$$

Procvičování

Zkus si nejdřív sama. Když se zasekneš, klikni „Ukázat řešení".

1definiční obor
Urči, kdy má smysl výraz: $\dfrac{4}{x + 2}$
2definiční obor
Urči podmínku: $\dfrac{8}{x - 3}$
3definiční oborrozklad
Urči podmínky: $\dfrac{5}{x^2 - 9}$
4krácení
Zkrať: $\dfrac{12x}{8}$
5krácenírozklad
Zkrať a urči podmínku: $\dfrac{x^2 - 4}{x - 2}$
6sčítání
Sečti: $\dfrac{1}{x} + \dfrac{2}{x}$
7sčítání
Sečti: $\dfrac{2}{x} + \dfrac{3}{x^2}$
8násobení
Vynásob a zkrať: $\dfrac{2}{x} \cdot \dfrac{x}{4}$
9dělení
Vyděl: $\dfrac{a}{b} : \dfrac{a}{2}$
10krácenírozklad
Zkrať: $\dfrac{x^2 - 1}{x - 1}$

Soustavy lineárních rovnic

Dvě rovnice, dvě neznámé (typicky $x$ a $y$). Hledáš dvojici čísel, která obě rovnice splní zároveň. K tomu existují dvě hlavní metody — projdeme si je každou zvlášť na příkladu, který si umíš představit.

1. Co to vlastně je

Představ si: hraje se zápas FC Barcelona. Lamine Yamal a Lewandowski dali dohromady 12 gólů za sezónu. Lewandowski jich má o 4 víc než Yamal. Otázka: kolik dal každý?

Když si Yamalovy góly označíš $x$ a Lewandowskiho $y$, zapíšeš to jako:

$$\begin{aligned} x + y &= 12 \\ y &= x + 4 \end{aligned}$$

Dvě rovnice, dvě neznámé — tomu se říká soustava. Hledáš dvojici čísel $[x;\, y]$, která obě rovnice splní zároveň.

(Spoiler: Yamal 4, Lewandowski 8. Ale nejde teď o výsledek, jde o to jak ho najdeš.)

Jsou v podstatě dvě hlavní metody, jak se k řešení dostat:

  • Metoda A — dosazovací: z jedné rovnice si vyjádříš neznámou a tu pak dosadíš do druhé.
  • Metoda B — sčítací: obě rovnice sečteš tak, aby se jedna neznámá vyrušila.

Která je lepší? Záleží na zadání. Někdy je rychlejší jedna, někdy druhá. Časem si vybereš podle toho, co rovnice nabízejí.

Řešení vždy zapisuješ jako $K = \{[x;\, y]\}$. Třeba $K = \{[3;\, 1]\}$ znamená „řešením je $x = 3,\; y = 1$".

2. Metoda A — dosazovací

Princip: Z jedné rovnice si vyjádříš jednu neznámou (např. „$y$ se rovná tohle a tamto"). Pak ten celý výraz dosadíš ve druhé rovnici za to písmenko. Tím se zbavíš jedné neznámé a máš obyčejnou rovnici o jedné neznámé.

Příklad k představě — Yamal a Lewandowski. Použijeme zadání ze sekce 1:

$$\begin{aligned} x + y &= 12 \\ y &= x + 4 \end{aligned}$$

Krok 1. $y$ už je vyjádřené ve druhé rovnici — naservírováno. $y = x + 4$.

Krok 2. Dosadím do první. Místo $y$ napíšu $(x + 4)$:

$$x + (x + 4) = 12$$

Krok 3. Vyřeším:

$$2x + 4 = 12 \;\Rightarrow\; 2x = 8 \;\Rightarrow\; x = 4$$

Krok 4. $x$ dosadím zpět, abych dopočítala $y$:

$$y = 4 + 4 = 8$$

Výsledek: Yamal dal 4 góly, Lewandowski 8. $K = \{[4;\, 8]\}$.

Kdy se hodí dosazovací metoda:

  • když je některá neznámá už vyjádřená (typu $y = 2x + 1$ nebo $x = 3y$),
  • nebo má v některé rovnici koeficient 1 (vyjádření je pak triviální — třeba z $x + 2y = 9$ uděláš $x = 9 - 2y$).

3. Metoda B — sčítací

Princip: Obě rovnice sečteš dohromady (vlevo levé strany, vpravo pravé) tak, aby se jedna z neznámých vyrušila. Funguje, když máš v jedné rovnici „$+y$" a v druhé „$-y$" — sečtou se na nulu. Občas si rovnici nejdřív musíš vynásobit číslem, aby se to povedlo.

Příklad k představě — Katniss a šípy. V Hunger Games má Katniss v toulci $x$ šípů s ostrým hrotem a $y$ šípů s tupým hrotem. Ze zadání víš:

$$\begin{aligned} x + y &= 14 \quad (\text{celkem 14 šípů}) \\ x - y &= 4 \quad (\text{ostrých má o 4 víc}) \end{aligned}$$

Krok 1. Sečtu obě rovnice. Vlevo levé strany k sobě, vpravo pravé:

$$(x + y) + (x - y) = 14 + 4$$

$y$ a $-y$ se vyrušily — přesně jak jsem chtěla:

$$2x = 18 \;\Rightarrow\; x = 9$$

Krok 2. $x$ dosadím zpátky do libovolné z původních rovnic. Vezmu tu první:

$$9 + y = 14 \;\Rightarrow\; y = 5$$

Výsledek: Katniss má 9 ostrých a 5 tupých šípů. $K = \{[9;\, 5]\}$.

A když se to samo nevyruší? Vynásobíš jednu (nebo obě) rovnice číslem tak, aby vznikla opačná znaménka. Třeba:

$$\begin{aligned} 2x + 3y &= 13 \\ x - y &= 4 \end{aligned}$$

Druhou rovnici vynásobím 3 (aby ti $-3y$ vyrušilo $+3y$ z první):

$$3x - 3y = 12$$

Sečtu s první: $5x = 25 \Rightarrow x = 5$. A pak dopočítáš $y$.

Kdy se hodí sčítací metoda: když máš stejnou neznámou v obou rovnicích s opačnými znaménky (jako $+y$ a $-y$), nebo se to dá snadno udělat krátkým vynásobením.

4. Slovní úlohy

Slovní úloha = ten samý typ příkladu, akorát ti zadání popíšou větami, ne rovnicemi. Tvoje práce je z těch vět udělat soustavu — pak už řešíš metodou A nebo B.

Postup je vždycky stejný:

  • Pojmenuj neznámé. Typicky $x$ a $y$ (klidně si je můžeš pojmenovat třeba $b$ pro banán, $j$ pro jablko — co dává smysl).
  • Z textu sestav dvě rovnice. Většinou je tam jedna informace o „součtu/celkem" a druhá o „rozdílu / o tolik víc".
  • Vyřeš sčítací nebo dosazovací — co je z těch dvou rovnic jednodušší.
  • Napiš slovní odpověď — třeba „banán stojí 8 Kč, jablko 12 Kč". Učitelka ji bude chtít, jinak chybí body.

Časté formulace: „součet je…", „rozdíl je…", „jedno je o tolik větší než druhé", „celkem zaplatil…", „dvakrát tolik…".

Vzorové příklady

Klikej „Další krok".

Příklad 1 (dosazovací) — Vyřeš soustavu: $x + y = 10,\quad 2x - y = 2$

Krok 1 — Vyjádři jednu neznámou

Z první rovnice:

$$y = 10 - x$$

Vybíráme tu, kde má neznámá koeficient 1 — vyjádření je nejjednodušší.

Příklad 2 (sčítací) — Vyřeš soustavu: $3x + y = 7,\quad x - y = 1$

Krok 1 — Sečti rovnice (y se vyruší)

$y$ a $-y$ jsou opačná, takže rovnou sečtu:

$$3x + y + x - y = 7 + 1$$

$$4x = 8$$

Příklad 3 (sčítací s úpravou) — Vyřeš: $2x + 3y = 13,\quad x - y = 4$

Krok 1 — Uprav, ať se něco vyruší

Druhou rovnici vynásobím 3, ať se $y$ vyruší (3 × $-y$ = $-3y$, opačné k $+3y$):

$$x - y = 4 \quad |\cdot 3$$

$$3x - 3y = 12$$

Příklad 4 (slovní úloha) — Hamilton a Verstappen zajeli dohromady 25 nejrychlejších kol sezóny. Hamilton jich má o 7 méně než Verstappen. Kolik každý?

Krok 1 — Pojmenuj neznámé

$h$ = počet nejrychlejších kol Hamiltona, $v$ = počet kol Verstappena.

Když si neznámé pojmenuješ tematicky ($h$, $v$), líp se v tom vyznáš. Klidně použij $x$ a $y$, výsledek bude stejný.

Procvičování

Zápis řešení: napiš dvojici jako třeba [7;3] nebo x=7, y=3. Aplikace si poradí s oběma.

1sčítací
Vyřeš: $x + y = 10;\quad x - y = 4$
2sčítací
Vyřeš: $2x + y = 11;\quad x - y = 4$
3dosazovací
Vyřeš: $3x + 2y = 16;\quad x - y = 2$
4dosazovací
Vyřeš: $x + 2y = 9;\quad 2x - y = 3$
5sčítací
Vyřeš: $2x + y = 7;\quad x + 2y = 8$
6dosazovací
Vyřeš: $x = 2y;\quad x + y = 9$
7dosazovací
Vyřeš: $y = x + 2;\quad 2x + y = 11$
8sčítací
Vyřeš: $4x - y = 11;\quad x + y = 4$
9sčítací
Vyřeš: $3x + y = 12;\quad 2x - y = 3$
10slovní úloha
Součet dvou čísel je 14, jejich rozdíl je 4. Najdi obě čísla.