Vergelijkingen en ongelijkheden met absolute waarde oplossen (twee methoden met stappen en getallenlijn)
Vul de coëfficiënten a en b van de uitdrukking binnen de absolute waarde, ax + b, het getal c rechts en het soort vergelijking (=, <, ≤, >, ≥) in. De uitdrukking hieronder is gekoppeld aan de invoervelden, dus je kunt de getallen ook er direct in aanpassen.
Inhoudsopgave
-
Wat je op deze pagina kunt doen
-
Waarvoor is deze berekening handig?
-
Zo werkt het
-
Formules en getallenlijnen
-
Basisregel voor vergelijkingen met absolute waarde (als \(c > 0\))
-
Basisregel voor ongelijkheden met absolute waarde (\(<\) en \(\le\): het gebied ertussen)
-
Basisregel voor ongelijkheden met absolute waarde (\(>\) en \(\ge\): de gebieden erbuiten)
-
De absolute waarde wegwerken door gevallen te onderscheiden (werkt bij elke uitdrukking)
-
-
Symbolen en begrippen
-
Handig om vooraf te weten
-
Berekenen met Excel
-
Berekenen met Google Spreadsheets
-
Berekenen met Python
-
De formule in LaTeX en andere wiskundenotaties (om te kopiëren)
-
Zo laat je ChatGPT de berekening doen
-
Kenmerken van DataChef
-
Gerelateerde functies
-
Alle rekenmachines van NumberChef
Wat je op deze pagina kunt doen
- Los vergelijkingen en ongelijkheden met absolute waarde op, \(|ax+b| = c\), \(< c\), \(\le c\), \(> c\) en \(\ge c\), door alleen de coëfficiënten in te vullen en het soort vergelijking te kiezen. Antwoorden staan als vereenvoudigde breuken (exacte waarden)
- De pagina toont de stappen van beide gebruikelijke methoden: (1) de basisregels (zoals “als \(|X| = c\), dan \(X = \pm c\)”) en (2) gevallen onderscheiden (\(ax+b \ge 0\) en \(< 0\)) om de absolute waarde weg te werken. Bij gevallen onderscheiden toets je elk antwoord regel voor regel aan de voorwaarde van het geval
- Lastige gevallen zoals \(c = 0\) en \(c < 0\) (maar één punt, alle reële getallen behalve één punt, geen oplossing, alle reële getallen) worden goed herkend, met de reden: “een absolute waarde is altijd 0 of groter”
- De oplossing van een ongelijkheid staat op een getallenlijn, met een gevuld bolletje als het eindpunt meedoet en een open bolletje als het niet meedoet
- Coëfficiënten mogen kommagetallen, negatieve getallen of breuken zoals 3/4 zijn. Een heldere uitleg van de formules en formules om te kopiëren voor Excel, Google Spreadsheets en Python vind je ook op deze pagina
Waarvoor is deze berekening handig?
De maat van een geproduceerd onderdeel wordt bewaakt als “ontwerpwaarde ± tolerantie”. Bij een onderdeel dat 50 mm lang moet zijn met een tolerantie van ±0,5 mm is de goedkeuringsvoorwaarde precies de ongelijkheid met absolute waarde \(|x - 50| \le 0{,}5\), en de oplossing, \(49{,}5 \le x \le 50{,}5\), is het toegestane gebied.
De notatie “\(50 \pm 0{,}5\)” op een tekening is een korte schrijfwijze van deze ongelijkheid.
In Nederland is de nominale spanning op het stopcontact 230 volt. Volgens de Europese norm NEN-EN 50160 hoort de spanning die bij je aansluiting aankomt meestal binnen ±10% te blijven, dus tussen 207 en 253 volt. Dat is het gebied \(|V - 230| \le 23\), oftewel \(207 \le V \le 253\).
Regels die “het verschil met een standaardwaarde binnen een grens houden” komen in veel vakgebieden voor, zoals bij de waterdruk en de netto-inhoud die op voedselverpakkingen staat, en elk daarvan kun je schrijven als een ongelijkheid met absolute waarde.
In programmeren schrijf je een controle die twee waarden als gelijk beschouwt als hun verschil klein genoeg is zoals if abs(x - target) <= eps. Het is de standaardmanier om kommagetallen te vergelijken en afrondingsfouten toe te staan, of om in een spel te bepalen dat een personage “bijna aangekomen” is.
Die ene regel is de ongelijkheid met absolute waarde \(|x - t| \le \varepsilon\) als code, en de oplossing is precies het gebied waarin de controle slaagt.
Het verschil tussen een gemeten waarde en de ware waarde (de fout) kan aan de plus- of aan de minkant zitten. Gaat het om “blijft de grootte van de fout binnen een grens?”, dan laat je het teken weg en kijk je naar \(|\text{gemeten waarde} - \text{referentiewaarde}|\).
Een koortsthermometer met een nauwkeurigheid van “±0,1 °C” garandeert bijvoorbeeld grofweg \(|\text{aflezing} - \text{ware waarde}| \le 0{,}1\). Als je dit gebied in gedachten houdt, lees je het resultaat anders.
Formules en getallenlijnen
Symbolen en begrippen
Symbolen
| \(|x|\) | absolute waarde van x | Het teken voor de absolute waarde. Een getal tussen twee verticale strepen geeft aan hoe ver het op de getallenlijn van 0 ligt (de afstand). Een afstand is altijd 0 of groter, dus \(|5| = 5\) en \(|-5| = 5\). |
| \(X\) | hoofdletter X | Op deze pagina een letter die staat voor de hele uitdrukking binnen de absolute waarde, \(ax+b\), als één geheel. Als je de uitdrukking als één letter ziet, kun je de basisregels direct gebruiken. |
| \(a,\ b,\ c\) | a, b, c | Letters die vaak voor vaste getallen (constanten) worden gebruikt. Gewoonlijk gebruik je letters aan het begin van het alfabet, \(a,\ b,\ c\), voor vaste getallen. Op deze pagina zijn \(a\) en \(b\) de coëfficiënt en de constante van de uitdrukking \(ax+b\) binnen de absolute waarde, en is \(c\) het getal in het rechterlid. |
| \(x\) | x | Het onbekende getal dat je wilt vinden (de onbekende). Gewoonlijk gebruik je letters aan het eind van het alfabet, \(x,\ y,\ z\), voor onbekenden, een gewoonte die uit de tijd van de wiskundige Descartes zou komen. |
| \(\pm\) | plus of min | Een teken dat “zowel het \(+\)-geval als het \(-\)-geval” in één keer opschrijft. \(X = \pm 5\) is een korte manier om zowel \(X = 5\) als \(X = -5\) te schrijven. |
| \(<,\ >\) | kleiner dan, groter dan | Ongelijkheidstekens die groottes vergelijken. De open kant van het teken wijst naar het grotere getal. Het eindpunt zelf doet niet mee (op een getallenlijn een open bolletje). |
| \(\ge,\ \le\) | groter dan of gelijk aan, kleiner dan of gelijk aan | Ongelijkheidstekens waarbij het eindpunt zelf wel meedoet (op een getallenlijn een gevuld bolletje). Sommige boeken schrijven ze met een dubbele streep onder het teken (≧, ≦); de betekenis is hetzelfde. |
| \(\neq\) | is niet gelijk aan | Het teken voor “is niet gelijk aan”. \(x \neq 2\) betekent “elk reëel getal behalve 2” en komt voor in de oplossing van \(|X| > 0\). |
Begrippen
| absolute waarde | De afstand van 0 tot een getal op de getallenlijn. Een afstand is altijd 0 of groter. Een positief getal blijft hetzelfde (\(|5| = 5\)) en een negatief getal verliest zijn teken (\(|-5| = 5\)). De betekenis leer je in klas 1 (12-13 jaar), en vergelijkingen en ongelijkheden ermee in de bovenbouw (havo en vwo). |
| vergelijking | Een bewering met een gelijkteken die een onbekend getal bevat. Een waarde van de onbekende waarvoor ze klopt heet een “oplossing”, en alle oplossingen vinden heet “de vergelijking oplossen”. |
| ongelijkheid | Een bewering die de grootte van getallen of uitdrukkingen vergelijkt met een ongelijkheidsteken (\(<\), \(\le\), \(>\), \(\ge\)). De oplossing is meestal een gebied en geen enkel getal, en op een getallenlijn is ze makkelijker te begrijpen. |
| lineaire uitdrukking | Een uitdrukking waarin \(x\) alleen in de eerste macht voorkomt, zoals \(2x - 3\). Op deze pagina is de uitdrukking binnen de absolute waarde een lineaire uitdrukking. |
| gevallenonderscheid | Verandert een uitdrukking van vorm afhankelijk van de situatie, dan splits je het probleem in gevallen en los je elk geval apart op. Absolute waarde is het klassieke voorbeeld, omdat de manier waarop je haar wegwerkt afhangt van het teken van de uitdrukking binnen de absolute waarde. |
| voorwaarde van het geval | Controleren of een antwoord past bij de voorwaarde waarvan je bent uitgegaan (toetsen aan de voorwaarde van het geval). Bij gevallenonderscheid controleer je altijd of het antwoord van elk geval aan de voorwaarde van dat geval voldoet (bij een gebied: of er een doorsnede is) en verwerp je elk antwoord dat er niet aan voldoet. |
| doorsnede | Het deel dat in beide gebieden zit (het “en”-gebied). Een gebruikelijke manier om het te vinden is de gebieden op getallenlijnen boven elkaar tekenen en aflezen waar ze overlappen. |
| getallenlijn | Een tekening waarin getallen als punten op een rechte lijn staan. Naar rechts worden de getallen groter. Je gebruikt hem om absolute waarden (afstanden tot 0) en de oplossingen van ongelijkheden te zien. |
| termen verplaatsen | Een term van een vergelijking of ongelijkheid naar de andere kant brengen en het teken veranderen. Verplaats je de \(-3\) in \(2x - 3 = 5\) naar het rechterlid, dan krijg je \(2x = 5 + 3\). |
| reëel getal | Elk getal dat je op de getallenlijn kunt zetten: hele getallen, breuken en kommagetallen, en ook getallen zoals \(\sqrt{2}\) en pi. |
| geen oplossing | Er is helemaal geen \(x\) die aan de voorwaarde voldoet. \(|x| = -2\) heeft bijvoorbeeld geen oplossing, omdat een absolute waarde niet negatief kan zijn. |
| alle reële getallen | Het klopt welke waarde \(x\) ook heeft. \(|x| \ge -1\) klopt bijvoorbeeld altijd, omdat een absolute waarde altijd 0 of groter is. |
Handig om vooraf te weten
Dit helpt je om de berekening op deze pagina écht te begrijpen en niet alleen op de knop te drukken.
Kom je er niet uit, dan is het herhalen van deze onderwerpen de snelste weg vooruit.
| Negatieve getallen en de getallenlijn (klas 1, 12-13 jaar) |
|
| Wat absolute waarde betekent (klas 1, 12-13 jaar) |
|
| Lineaire vergelijkingen (klas 1–2, 12-14 jaar) |
|
| Lineaire ongelijkheden (klas 2–3, 13-15 jaar) |
|
| Rekenen met breuken (groep 6–8 tot klas 1, 9-13 jaar) |
|
Berekenen met Excel
| Coëfficiënt van x, a | 2 |
| Constante b | -3 |
| Rechterlid c | 5 |
| Oplossing 1 (de x waarvoor de uitdrukking binnen de absolute waarde c is) | =(B3-B2)/B1 |
| Oplossing 2 (de x waarvoor de uitdrukking binnen de absolute waarde −c is) | =(-B3-B2)/B1 |
| Coëfficiënt van x, a | 2 |
| Constante b | -3 |
| Rechterlid c | 5 |
| Linkereinde van het gebied | =MIN((B3-B2)/B1;(-B3-B2)/B1) |
| Rechtereinde van het gebied | =MAX((B3-B2)/B1;(-B3-B2)/B1) |
| Coëfficiënt van x, a | 2 |
| Constante b | -3 |
| x om te controleren | 4 |
| Waarde van |ax+b| | =ABS(B1*B3+B2) |
De eerste tabel hoort bij |2x − 3| = 5 en geeft oplossing 1 = 4 en oplossing 2 = −1. Vul je voor c 0 of een negatief getal in, dan zie je nog steeds getallen, maar het echte antwoord is “maar één punt als c = 0, geen oplossing als c negatief is”, dus pas op (de rekenmachine op deze pagina herkent dit automatisch).
De tweede tabel zoekt het oplossingsgebied van |2x − 3| ≤ 5, −1 ≤ x ≤ 4. MIN geeft het linkereinde en MAX het rechtereinde. Bij > en ≥ zijn de twee gebieden buiten deze waarden de oplossing.
De derde tabel is om te controleren. Vul de oplossing x = 4 in en de waarde van ABS (de functie voor de absolute waarde) komt terug op het rechterlid, 5.
Berekenen met Google Spreadsheets
| Coëfficiënt van x, a | 2 |
| Constante b | -3 |
| Rechterlid c | 5 |
| Oplossing 1 (de x waarvoor de uitdrukking binnen de absolute waarde c is) | =(B3-B2)/B1 |
| Oplossing 2 (de x waarvoor de uitdrukking binnen de absolute waarde −c is) | =(-B3-B2)/B1 |
| Coëfficiënt van x, a | 2 |
| Constante b | -3 |
| Rechterlid c | 5 |
| Linkereinde van het gebied | =MIN((B3-B2)/B1;(-B3-B2)/B1) |
| Rechtereinde van het gebied | =MAX((B3-B2)/B1;(-B3-B2)/B1) |
| Coëfficiënt van x, a | 2 |
| Constante b | -3 |
| x om te controleren | 4 |
| Waarde van |ax+b| | =ABS(B1*B3+B2) |
Berekenen met Python
from fractions import Fraction
# Los |a*x + b| ? c op (een breuk zoals 3/4 schrijf je als Fraction(3, 4))
a = Fraction(2) # coëfficiënt van x
b = Fraction(-3) # constante (binnen de absolute waarde)
c = Fraction(5) # getal in het rechterlid
sign = "<=" # kies uit "=", "<", "<=", ">", ">="
lower = (-c - b) / a # de x waarvoor de uitdrukking binnen de absolute waarde -c is
upper = (c - b) / a # de x waarvoor de uitdrukking binnen de absolute waarde c is
left, right = min(lower, upper), max(lower, upper)
if c > 0:
if sign == "=":
print(f"Oplossing: x = {left}; {right}")
elif sign in ("<", "<="):
print(f"Oplossing: {left} {sign} x {sign} {right}")
else:
flipped = "<" if sign == ">" else "<="
print(f"Oplossing: x {flipped} {left} of {right} {flipped} x")
elif c == 0:
boundary = -b / a # de x waarvoor de uitdrukking binnen de absolute waarde 0 is
if sign in ("=", "<="):
print(f"Oplossing: x = {boundary}")
elif sign == "<":
print("Geen oplossing")
elif sign == ">":
print(f"Oplossing: x ≠ {boundary}")
else:
print("Alle reële getallen")
else:
# Een absolute waarde is altijd 0 of groter, dus de vergelijking met een negatieve c is meteen beslist
if sign in (">", ">="):
print("Alle reële getallen")
else:
print("Geen oplossing")
De formule in LaTeX en andere wiskundenotaties (om te kopiëren)
|X| = c ⇔ X = ±c (c > 0)
\lvert X \rvert = c \iff X = \pm c \quad (c > 0)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mo>|</mo><mi>X</mi><mo>|</mo>
<mo>=</mo><mi>c</mi>
<mo>⇔</mo>
<mi>X</mi><mo>=</mo><mo>±</mo><mi>c</mi>
</mrow>
</math>
abs(X) = c iff X = +-c
Solve[Abs[x] == c, x, Reals]
solve(abs(x) = c, x);
solve(abs(x) == c, x)
|X| = c ⇔ X = ±c (c > 0)
|X| < c ⇔ −c < X < c
\lvert X \rvert < c \iff -c < X < c
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mo>|</mo><mi>X</mi><mo>|</mo>
<mo><</mo><mi>c</mi>
<mo>⇔</mo>
<mo>−</mo><mi>c</mi><mo><</mo><mi>X</mi><mo><</mo><mi>c</mi>
</mrow>
</math>
abs(X) < c iff -c < X < c
Reduce[Abs[x] < c, x, Reals]
solve(abs(x) < c, x);
solve(abs(x) < c, x, 'ReturnConditions', true)
|X| < c ⇔ −c < X < c
|X| > c ⇔ X < −c of c < X
\lvert X \rvert > c \iff X < -c \ \text{of}\ c < X
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mo>|</mo><mi>X</mi><mo>|</mo>
<mo>></mo><mi>c</mi>
<mo>⇔</mo>
<mi>X</mi><mo><</mo><mo>−</mo><mi>c</mi>
<mtext> of </mtext>
<mi>c</mi><mo><</mo><mi>X</mi>
</mrow>
</math>
abs(X) > c iff X < -c or c < X
Reduce[Abs[x] > c, x, Reals]
solve(abs(x) > c, x);
solve(abs(x) > c, x, 'ReturnConditions', true)
|X| > c ⇔ X < −c of c < X
|X| = X (X ≥ 0), |X| = −X (X < 0)
\lvert X \rvert = \begin{cases} X & (X \ge 0) \\ -X & (X < 0) \end{cases}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mo>|</mo><mi>X</mi><mo>|</mo><mo>=</mo>
<mrow>
<mo>{</mo>
<mtable columnalign="left left">
<mtr>
<mtd><mi>X</mi></mtd>
<mtd><mo>(</mo><mi>X</mi><mo>≥</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd><mo>−</mo><mi>X</mi></mtd>
<mtd><mo>(</mo><mi>X</mi><mo><</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mtd>
</mtr>
</mtable>
</mrow>
</mrow>
</math>
abs(X) = {(X, (X >= 0)), (-X, (X < 0)):}
Abs[x] == Piecewise[{{x, x >= 0}, {-x, x < 0}}]
abs(x) = piecewise(x >= 0, x, x < 0, -x);
piecewise(x >= 0, x, x < 0, -x)
|X| = X (X ≥ 0), |X| = −X (X < 0)
Zo laat je ChatGPT de berekening doen
Je bent een rekenassistent voor algebra. Voer de volgende berekening uit door echt Python-code uit te voeren en baseer je antwoord alleen op de getallen uit het resultaat van de uitvoering (geef geen antwoord uit hoofdrekenen of gokken). Los de ongelijkheid met absolute waarde |2x − 3| ≤ 5 op. Laat elk van de volgende onderdelen zien: 1. De ongelijkheid herschreven met de basisregel (in de vorm −c ≤ 2x−3 ≤ c) 2. Het oplossingsgebied (met eindpunten als vereenvoudigde breuken of hele getallen) 3. Los haar ook op door gevallen te onderscheiden (2x−3 ≥ 0 en 2x−3 < 0), laat het antwoord van elk geval en de doorsnede met de voorwaarde van het geval zien en controleer dat je hetzelfde antwoord krijgt als bij 1 Reken in Python exact met solveset van sympy (of een gelijkwaardige Reduce met Abs) en met fractions, en laat de code die je hebt gebruikt en het resultaat van de uitvoering zien.
Zo werkt het
-
1Vul je getallen inTyp de getallen waarmee je wilt rekenen in de invoervelden
-
2BerekenKlik op de knop “Berekenen”
-
3Bekijk het resultaatHet resultaat verschijnt meteen. Op dezelfde pagina vind je ook de uitwerking van de berekening en de uitleg van de formule
Kenmerken van DataChef
Geen voorkennis nodig – intuïtieve en eenvoudige bediening
Zonder persoonlijke gegevens op te geven
Bestand wordt automatisch verwijderd zodra je op "Downloaden" klikt
Geen bronvermelding vereist
Geen toestemming vooraf nodig