Il corso di matematica di Coddy insegna il metodo vero e proprio: svolgi ogni passaggio su una lavagna interattiva e ti viene detto esattamente dove un passaggio è andato storto.
Un sistema sono due rette, e risolverlo vuol dire trovare dove si incontrano
Due equazioni in x e y sono due rette sullo stesso piano. Una coppia (x, y) che soddisfa entrambe le equazioni è un punto che sta su entrambe le rette: quindi è il punto d'incontro. Questa è tutta l'idea, e spiega tutti i casi insieme: rette che si incontrano una volta danno una soluzione, rette parallele nessuna, e una retta disegnata due volte ne dà infinite.
Riduzione e sostituzione sono solo modi per trovare quel punto d'incontro senza disegnarlo. Questa pagina fa entrambe le cose: il disegno, così vedi cosa significa la risposta, e la riduzione scritta riga per riga, così vedi come è stata trovata. La maggior parte delle calcolatrici ti dà l'una o l'altra.
I due casi speciali vengono chiamati per nome invece di essere trattati come errori. "Nessuna soluzione" e "infinite soluzioni" sono risposte vere con significati veri, e un risolutore che alza le spalle davanti a loro ti insegna ad aver paura della domanda. Qui la forma si ricava dai coefficienti, quindi la pagina ti dice in quale caso sei anche quando non c'è una singola coppia da stampare.
A cosa fare attenzione nei passaggi
La riduzione funziona rendendo uguali i coefficienti di un'incognita e poi sommando o sottraendo le equazioni per eliminarla. Tutto il metodo è questa idea, ripetuta.
Sommare o sottrarre dipende dai segni. Se i coefficienti resi uguali hanno lo stesso segno, sottrai; se hanno segno diverso, somma. Invertire le due cose è la svista più comune.
Una volta trovata un'incognita, sostituiscila in una delle equazioni originali per trovare l'altra. Una qualsiasi: se dalle due ottieni risposte diverse, c'era un errore prima.
Rette parallele significa stesso coefficiente angolare e intercetta diversa. Nell'algebra compare come una riga impossibile tipo 0 = -2, che non è un messaggio d'errore ma la risposta.
Con tre incognite funziona allo stesso modo: ne elimini una per arrivare a un sistema 2x2, poi finisci. Lì il disegno smette di aiutare, perché tre incognite sono piani e non rette.
Come usare il risolutore di sistemi
1
Scrivi un'equazione per riga
Scrivile come faresti su carta: 2x + y = 5 sulla prima riga, x - y = 1 sulla seconda. Frazioni e decimali nei coefficienti vanno benissimo.
2
Leggi la risposta e la forma
La coppia è in alto. Sotto, una frase dice cos'è il sistema dal punto di vista geometrico: un punto d'incontro, rette parallele o la stessa retta due volte.
3
Guarda il disegno
Le rette sono disegnate con il punto d'incontro segnato. Se la risposta ti sorprende, di solito il disegno la spiega più in fretta dell'algebra.
4
Segui la riduzione
I passaggi numerati mostrano quale incognita è stata eliminata, come e cosa è rimasto. È il metodo che ti viene chiesto di riprodurre.
I tre casi
Ogni sistema 2x2 rientra in uno di questi, e puoi capire quale guardando le rette prima di fare qualsiasi calcolo.
Caso
Le rette
Esempio
Una soluzione
Si incontrano una volta
2x + y = 5, x - y = 1 → (2, 1)
Nessuna soluzione
Parallele, intercette diverse
x + y = 3, x + y = 5
Infinite soluzioni
La stessa retta due volte
x + y = 3, 2x + 2y = 6
Una sola equazione
Un'intera retta di soluzioni
2x + 3y = 7
Tre incognite
Piani, non rette
x + y + z = 6, x - y = 0, z = 2
Esempi svolti
Un punto d'incontro: 2x + y = 5 e x - y = 1
plain
2x + y = 5; x - y = 1
Sommando le due equazioni y sparisce subito, perché +y e -y si annullano: 3x = 6, quindi x = 2, e poi y = 1 da una qualsiasi delle due equazioni. Il disegno mostra le due rette che si incontrano in (2, 1): un punto, una risposta.
Rette parallele: x + y = 3 e x + y = 5
plain
x + y = 3; x + y = 5
Sottrai e ottieni 0 = -2, che nessuna coppia di numeri può sistemare. Non è il risolutore che fallisce: è la risposta. Le rette hanno lo stesso coefficiente angolare e intercette diverse, quindi non si incontrano mai e il sistema è impossibile.
La stessa retta due volte: x + y = 3 e 2x + 2y = 6
plain
x + y = 3; 2x + 2y = 6
La seconda equazione è la prima raddoppiata, quindi disegna la stessa retta. Ogni punto di quella retta soddisfa entrambe, il che significa infinite soluzioni: il sistema è indeterminato. Nel disegno vedi una sola retta, perché ce n'è una sola.
Tre incognite: x + y + z = 6, x - y = 0, z = 2
plain
x + y + z = 6; x - y = 0; z = 2
Sostituendo z = 2 e x = y, tre equazioni diventano una sola, e si ottiene x = y = 2. Qui non c'è disegno, perché tre incognite sono piani e non rette, ma la riduzione è la stessa procedura, un'incognita alla volta.
Errori comuni
Sommare quando dovresti sottrarre. Coefficienti uguali con lo stesso segno vanno sottratti; solo i segni opposti si annullano sommando.
Moltiplicare solo una parte di un'equazione. Se moltiplichi un'equazione per far coincidere un coefficiente, va moltiplicato ogni termine, compreso il secondo membro.
Sostituire nell'equazione che hai appena modificato. Usa una delle originali, altrimenti rischi di perdere del tutto la seconda condizione.
Trovare un'incognita e fermarsi. Un sistema 2x2 ha due risposte, e indicare solo x è mezza soluzione.
Leggere 0 = -2 come un errore di calcolo invece che come "nessuna soluzione". Allo stesso modo, 0 = 0 significa infinite soluzioni, non "qui qualcosa è andato storto".
Confondere le rette durante la verifica. Sostituisci la coppia in ENTRAMBE le equazioni originali; soddisfarne una sola non dimostra niente.
Domande frequenti sui sistemi di equazioni
Come si risolve un sistema di equazioni?
Rendi uguali i coefficienti di un'incognita nelle due equazioni, poi somma o sottrai per eliminarla. Risolvi l'unica equazione rimasta, poi sostituisci quel valore in una delle equazioni originali per trovare l'altra incognita. Infine verifica la coppia in entrambe le equazioni.
Che differenza c'è tra metodo di riduzione e metodo di sostituzione?
La riduzione combina le equazioni per eliminare un'incognita; la sostituzione ricava un'incognita da un'equazione e mette quell'espressione nell'altra. Danno sempre la stessa risposta. La riduzione di solito è più breve quando i coefficienti sono ordinati, la sostituzione quando un'equazione ha già un'incognita isolata.
Cosa significa che un sistema è impossibile?
Che le due rette sono parallele: hanno lo stesso coefficiente angolare e intercette diverse, quindi non esiste un punto che stia su entrambe. Nell'algebra compare come un'affermazione impossibile tipo 0 = -2. È una risposta completa, non l'incapacità di trovarne una.
Cosa significa che un sistema è indeterminato?
Che le due equazioni descrivono la stessa retta: una è un multiplo dell'altra. Ogni punto di quella retta soddisfa entrambe le equazioni, quindi la soluzione è l'intera retta e non una singola coppia. Spesso ti verrà chiesto di scriverla in funzione di una variabile.
Può risolvere tre equazioni in tre incognite?
Sì, e la riduzione viene mostrata allo stesso modo: elimini un'incognita per scendere a un sistema 2x2, lo risolvi e poi torni indietro. Il grafico viene disegnato solo con due incognite, perché tre incognite sono piani e un disegno piatto confonderebbe più di quanto spieghi.
Perché disegna le rette?
Perché il disegno è il significato. La riduzione è una procedura affidabile che nasconde cosa sta succedendo; due rette che si incontrano in un punto rendono evidente perché c'è esattamente una risposta, e perché le rette parallele non ne hanno nessuna.
Gestisce frazioni e decimali?
Sì, e in modo esatto. 0.5x + y = 3 viene letto come un mezzo, e la risposta di un sistema con coefficienti frazionari esce come frazione esatta invece che come decimale arrotondato.