Układ to dwie proste, a rozwiązanie to miejsce, w którym się spotykają
Dwa równania z x i y to dwie proste na tej samej płaszczyźnie. Para (x, y), która spełnia oba równania, to punkt leżący na obu prostych, czyli ich punkt przecięcia. To cała idea i wyjaśnia ona każdy przypadek naraz: proste przecinające się raz dają jedno rozwiązanie, proste równoległe nie dają żadnego, a jedna prosta narysowana dwa razy daje nieskończenie wiele.
Metoda przeciwnych współczynników i metoda podstawiania to po prostu sposoby znalezienia punktu przecięcia bez rysowania. Ta strona robi obie połowy: rysunek, na którym widać, co oznacza wynik, i metodę przeciwnych współczynników rozpisaną linijka po linijce, z której widać, jak go znaleziono. Większość kalkulatorów daje jedno albo drugie.
Dwa szczególne przypadki są nazwane, a nie zgłaszane jako porażki. „Brak rozwiązań” i „nieskończenie wiele rozwiązań” to prawdziwe odpowiedzi o prawdziwym znaczeniu, a kalkulator, który przy nich rozkłada ręce, uczy bać się takiego pytania. Tutaj rodzaj układu jest ustalany na podstawie współczynników, więc strona powie ci, z którym przypadkiem masz do czynienia, nawet gdy nie ma jednej pary do wypisania.
Na co patrzeć w krokach
Metoda przeciwnych współczynników polega na wyrównaniu współczynników przy jednej niewiadomej, a potem dodaniu lub odjęciu równań, aby ją usunąć. Cała metoda to ta jedna idea, powtarzana.
To, czy dodajesz, czy odejmujesz, zależy od znaków. Jeśli wyrównane współczynniki mają ten sam znak, odejmij; jeśli różne, dodaj. Odwrócenie tego to najczęstsza pomyłka.
Gdy masz już jedną niewiadomą, wstaw ją do dowolnego z wyjściowych równań, aby wyznaczyć drugą. Do dowolnego: jeśli z dwóch równań wychodzą różne wyniki, gdzieś wcześniej jest błąd.
Proste równoległe to ten sam współczynnik kierunkowy i inny wyraz wolny. W algebrze objawia się to niemożliwą linijką w rodzaju 0 = -2, która nie jest komunikatem o błędzie, tylko odpowiedzią.
Trzy niewiadome działają tak samo: wyeliminuj jedną, aby otrzymać układ 2x2, i dokończ. Tam rysunek przestaje pomagać, bo trzy niewiadome to płaszczyzny, a nie proste.
Jak korzystać z kalkulatora układów równań
1
Wpisz jedno równanie w każdej linii
Zapisz je jak na papierze: 2x + y = 5 w pierwszej linii, x - y = 1 w drugiej. Ułamki i ułamki dziesiętne we współczynnikach są w porządku.
2
Odczytaj wynik i rodzaj układu
Para jest na górze. Pod nią jedno zdanie mówi, czym układ jest geometrycznie: jednym punktem przecięcia, prostymi równoległymi albo tą samą prostą zapisaną dwa razy.
3
Spójrz na rysunek
Proste są narysowane z zaznaczonym punktem przecięcia. Jeśli wynik cię zaskakuje, rysunek zwykle wyjaśnia go szybciej niż algebra.
4
Prześledź eliminację
Ponumerowane kroki pokazują, którą niewiadomą usunięto, w jaki sposób i co zostało. To właśnie metodę masz odtworzyć w zadaniu.
Trzy przypadki
Każdy układ 2x2 to jeden z nich, a który, widać po prostych, zanim zrobisz jakąkolwiek algebrę.
Przypadek
Proste
Przykład
Jedno rozwiązanie (układ oznaczony)
Przecinają się raz
2x + y = 5, x - y = 1 → (2, 1)
Brak rozwiązań (układ sprzeczny)
Równoległe, różne wyrazy wolne
x + y = 3, x + y = 5
Nieskończenie wiele (układ nieoznaczony)
Ta sama prosta dwa razy
x + y = 3, 2x + 2y = 6
Tylko jedno równanie
Cała prosta rozwiązań
2x + 3y = 7
Trzy niewiadome
Płaszczyzny, nie proste
x + y + z = 6, x - y = 0, z = 2
Przykłady krok po kroku
Jeden punkt przecięcia: 2x + y = 5 i x - y = 1
plain
2x + y = 5; x - y = 1
Dodanie równań od razu usuwa y, bo +y i -y się znoszą: 3x = 6, więc x = 2, a potem y = 1 z dowolnego równania. Rysunek pokazuje dwie proste przecinające się w (2, 1): jeden punkt, jedna odpowiedź.
Proste równoległe: x + y = 3 i x + y = 5
plain
x + y = 3; x + y = 5
Odejmij, a otrzymasz 0 = -2, czego nie naprawi żadna para liczb. To nie porażka kalkulatora, tylko odpowiedź. Proste mają ten sam współczynnik kierunkowy i różne wyrazy wolne, więc nigdy się nie spotykają, a układ nie ma rozwiązań.
Ta sama prosta dwa razy: x + y = 3 i 2x + 2y = 6
plain
x + y = 3; 2x + 2y = 6
Drugie równanie to pierwsze pomnożone przez 2, więc rysuje tę samą prostą. Każdy punkt tej prostej spełnia oba równania, co oznacza nieskończenie wiele rozwiązań. Na rysunku widać tylko jedną prostą, bo jest tylko jedna.
Trzy niewiadome: x + y + z = 6, x - y = 0, z = 2
plain
x + y + z = 6; x - y = 0; z = 2
Podstawienie z = 2 i x = y zamienia trzy równania w jedno, co daje x = y = 2. Nie ma tu rysunku, bo trzy niewiadome to płaszczyzny, a nie proste, ale eliminacja to ta sama procedura, jedna niewiadoma naraz.
Częste błędy
Dodawanie, gdy trzeba odjąć. Wyrównane współczynniki o tym samym znaku trzeba odjąć; przy dodawaniu znoszą się tylko przeciwne znaki.
Mnożenie tylko części równania. Jeśli skalujesz równanie, aby wyrównać współczynnik, trzeba pomnożyć każdy wyraz, łącznie z prawą stroną.
Podstawianie do równania, które właśnie zmieniono. Użyj jednego z wyjściowych równań, inaczej możesz całkowicie zgubić drugi warunek.
Wyznaczenie jednej niewiadomej i zatrzymanie się. Układ 2x2 ma dwie odpowiedzi, a podanie samego x to połowa rozwiązania.
Odczytanie 0 = -2 jako błędu rachunkowego zamiast jako „brak rozwiązań”. Tak samo 0 = 0 oznacza nieskończenie wiele rozwiązań, a nie „coś tu poszło nie tak”.
Mylenie prostych przy sprawdzaniu. Wstaw parę do OBU wyjściowych równań; spełnienie jednego z nich niczego nie dowodzi.
Układy równań: FAQ
Jak rozwiązać układ równań?
Wyrównaj współczynniki przy jednej niewiadomej w obu równaniach, a potem dodaj lub odejmij równania, aby ją wyeliminować. Rozwiąż pozostałe jedno równanie i wstaw tę wartość do dowolnego z wyjściowych równań, aby znaleźć drugą niewiadomą. Na koniec sprawdź parę w obu równaniach.
Czym różni się metoda przeciwnych współczynników od metody podstawiania?
Metoda przeciwnych współczynników łączy równania, aby usunąć niewiadomą; metoda podstawiania wyznacza jedną niewiadomą z jednego równania i wstawia to wyrażenie do drugiego. Zawsze dają ten sam wynik. Przeciwne współczynniki są zwykle krótsze, gdy współczynniki są porządne, a podstawianie, gdy w którymś równaniu niewiadoma już stoi sama.
Co oznacza „brak rozwiązań” w układzie równań?
Że obie proste są równoległe: mają ten sam współczynnik kierunkowy i różne wyrazy wolne, więc nie ma punktu leżącego na obu. Taki układ nazywa się sprzecznym. W algebrze pojawia się jako niemożliwe zdanie w rodzaju 0 = -2. To pełna odpowiedź, a nie nieudana próba jej znalezienia.
Co oznacza „nieskończenie wiele rozwiązań”?
Że oba równania opisują tę samą prostą: jedno jest wielokrotnością drugiego. Taki układ nazywa się nieoznaczonym. Każdy punkt tej prostej spełnia oba równania, więc rozwiązaniem jest cała prosta, a nie jedna para. Często trzeba je zapisać w zależności od jednej zmiennej.
Czy kalkulator rozwiązuje trzy równania z trzema niewiadomymi?
Tak, a eliminacja jest pokazana tak samo: usuń jedną niewiadomą, aby zejść do układu 2x2, rozwiąż go, a potem wróć. Wykres jest rysowany tylko dla dwóch niewiadomych, bo trzy niewiadome to płaszczyzny, a płaski rysunek bardziej by mylił, niż wyjaśniał.
Po co kalkulator rysuje proste?
Bo rysunek to znaczenie. Eliminacja to niezawodna procedura, która ukrywa, co się dzieje; dwie proste przecinające się w punkcie od razu pokazują, dlaczego jest dokładnie jedna odpowiedź i dlaczego proste równoległe nie mają żadnej.
Czy obsługuje ułamki i ułamki dziesiętne?
Tak, i to dokładnie. 0.5x + y = 3 jest odczytywane jako jedna druga, a wynik układu o ułamkowych współczynnikach wychodzi jako dokładny ułamek, a nie zaokrąglony ułamek dziesiętny.