Discussione di una equazione di primo grado

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In questa lezione vedremo come si effettua la discussione di un’equazione di primo grado. Per fare questo, considereremo l’equazione già espressa in forma normale.

In termini semplici, la domanda che ci porremo è: che relazione abbiamo tra i valori del coefficiente della ​\( x \)​ e del termine noto e l’esistenza o meno di una soluzione per l’equazione data?

Per la verità, già abbiamo visto questi aspetti quando abbiamo introdotto i principi di equivalenza e abbiamo svolto gli esercizi sulle equazioni di primo grado. Tuttavia, ora vogliamo spiegare in forma generale quanto abbiamo già visto in casi specifici. 🙂

Vediamo allora anche con esercizi svolti come si effettua la discussione di un’equazione di primo grado.

 

Discussione di un’equazione di primo grado a partire dalla forma normale

Sia data un’equazione di primo grado in forma normale, ovvero espressa in generale come:

\[ ax=b \]

Sappiamo che la sua eventuale soluzione è data da:

\[ x = \dfrac{b}{a} \]

Diciamo eventuale poiché la soluzione può non esistere. Oppure, possiamo avere come soluzione un qualsiasi valore. Vogliamo ora mostrare che ciò dipende dal valore dei coefficienti ​\( a \)​ e ​\( b \)​.

Per effettuare la discussione dell’equazione dobbiamo considerare tre casi.

 

Primo caso

Supponiamo che il coefficiente della ​\( x \)​ sia diverso da zero e che sia anche ​\( b \)​ diverso da zero. Se valgono tali ipotesi, esiste una soluzione, data da ​\( x=\dfrac{b}{a} \)​.

Nel caso particolare in cui sia ancora ​\( a \)​ diverso da zero ma sia ​\( b=0 \)​, abbiamo la soluzione ​\( x=0 \)​. L’equazione è cioè soddisfatta da un valore nullo della ​\( x \)​.

In entrambe le circostanze, una soluzione esiste ed è unica. Così, l’equazione si dice determinata.

 

Secondo caso

Se ​\( a \)​ è uguale a zero e ​\( b \)​ è diverso da zero, ci ritroviamo con l’uguaglianza:

\[ 0x = b \]

Una tale uguaglianza non è mai verificata, poiché non esiste nessun numero che moltiplicato per zero è diverso da zero. Allora, l’equazione non ammette soluzione ed è impossibile. Qualunque valore attribuiamo alla ​\( x \)​, otteniamo in questo caso sempre un’uguaglianza falsa. Ad esempio, se ​\( b=2 \)​ e sostituiamo alla ​\( x \)​ il valore ​\( 7 \)​ abbiamo:

\[ 0 \cdot 7 = 2 \]

uguaglianza evidentemente falsa.

 

Terzo caso

Consideriamo ora la circostanza ove ​\( a \)​ e ​\( b \)​ siano entrambi nulli. In tal caso abbiamo:

\[ 0 \cdot x = 0 \]

Osserviamo che qualunque valore attribuiamo alla ​\( x \)​ l’uguaglianza sarà verificata. A questo punto l’equazione si può assimilare ad una identità e l’equazione è in conclusione verificata per qualunque valore della ​\( x \)​.

Diciamo così che l’equazione è indeterminata.

 

Possiamo in conclusione riassumere la discussione di un’equazione di primo grado data in forma normale con la seguente mappa concettuale:

 

discussione di una equazione di primo gradoVediamo ora degli esempi che comprendono nel loro insieme tutti e tre i casi. 😉

 

Esempio 1

\[ 3x=5+x+2x \]

Eseguiamo i calcoli al secondo membro, sommando tra loro i termini simili:

\[ 3x=5+3x \]

ovvero:

\[ 3x-3x=5 \]

e quindi:

\[ 0=5 \]

L’uguaglianza è evidentemente falsa. Per meglio comprendere, possiamo intendere il primo membro come ​\( 0x \)​. L’equazione sarà quindi:

\[ 0x=5 \]

Siamo allora nel secondo caso della mappa concettuale, poiché ​\( a = 0 \)​ e ​\( b = 5 \)​. L’equazione è pertanto impossibile. Non esiste infatti nessun valore della ​\( x \)​ che può verificare l’uguaglianza.

 

Esempio 2

\[ 2x+3=x+x+3 \]

L’equazione diventa:

\[ 2x-2x=3-3 \]

ovvero:

\[ 0 = 0 \]

Ancora, indicando esplicitamente al primo membro l’incognita ​\( x \)​:

\[ 0x=0 \]

Siamo nel caso in cui ​\( a=0 \)​ e ​\( b=0 \)​, di conseguenza l’equazione è indeterminata. Infatti, ogni valore attribuito alla ​\( x \)​ è soluzione dell’equazione. Ciò è intuitivo, poiché un qualsiasi numero moltiplicato per zero dà zero. 😉

 

Esempio 3

\[ 9(x+1)=7(x-3)+30 \]

Calcoliamo i prodotti al primo membro e al secondo membro:

\[ 9x+9=7x-21+30 \]

Trasportando dei termini e poi sommando i termini simili otteniamo:

\[ 9x-7x=-9-21+30 \]

ovvero:

\[ 2x=0 \]

e in conclusione:

\[ x=0 \]

Siamo nel caso in cui ​\( a \neq 0 \)​ e ​\( b = 0 \)​. L’equazione è determinata con soluzione uguale a zero.

 

Esempio 4

\[ 2(3x+2)-(11x+7)=3(1-x) \]

Si ha:

\[ 6x+4-11x-7= 3-3x\]

\[ -2x=3-4+7 \]

\[ -2x=6 \]

\[ 2x=-6 \]

\[ x=-3 \]

Abbiamo ​\( a \)​ e ​\( b \)​ entrambi diversi da zero e l’equazione ammette una soluzione diversa da zero. L’equazione è soddisfatta per ​\( x=-3 \)​ ed è determinata.

 

Qui finisce questa lezione sulla discussione di un’equazione di primo grado. Nella prossima lezione, vedremo le equazioni di primo grado in un’incognita a termini frazionari.

Ciao a tutti e buono studio con Altramatica! 🙂