Um sistema são duas retas, e resolvê-lo é achar onde elas se encontram
Duas equações em x e y são duas retas no mesmo plano. Um par (x, y) que satisfaz as duas equações é um ponto que está nas duas retas - ou seja, o cruzamento. É essa a ideia inteira, e ela explica todos os casos de uma vez: retas que se cruzam uma vez dão uma solução, retas paralelas não dão nenhuma, e uma reta desenhada duas vezes dá infinitas.
Eliminação e substituição são apenas formas de achar esse cruzamento sem desenhá-lo. Esta página faz as duas metades: o desenho, para você ver o que a resposta significa, e a eliminação escrita linha por linha, para ver como ela foi encontrada. A maioria das calculadoras dá uma coisa ou a outra.
Os dois casos especiais recebem nome em vez de serem tratados como falha. «Sem solução» e «infinitas soluções» são respostas reais com significado real, e um resolvedor que dá de ombros diante delas ensina você a temer a pergunta. Aqui o formato é calculado a partir dos coeficientes, então a página pode dizer em qual caso você está mesmo quando não há um par para imprimir.
O que observar nos passos
A eliminação consiste em igualar os coeficientes de uma incógnita e depois somar ou subtrair as equações para removê-la. O método inteiro é essa ideia repetida.
Somar ou subtrair depende dos sinais: coeficientes iguais com o mesmo sinal se subtraem; sinais diferentes se cancelam na soma. Trocar isso é o erro mais comum.
Com uma incógnita em mãos, substitua em qualquer das equações originais para achar a outra. Em qualquer uma - se as duas derem resultados diferentes, algo antes estava errado.
Retas paralelas significam mesma inclinação e interceptos diferentes. Na álgebra isso aparece como uma linha impossível tipo 0 = -2, que não é erro e sim a resposta.
Três incógnitas funcionam igual: elimine uma para chegar a um sistema 2x2 e termine. Aí o desenho deixa de ajudar, porque três incógnitas são planos e não retas.
Como usar a calculadora
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Digite uma equação por linha
Como no papel: 2x + y = 5 na primeira linha e x - y = 1 na segunda. Coeficientes fracionários ou decimais são aceitos.
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Leia a resposta e o formato
O par está no alto. Abaixo, uma frase diz o que o sistema é geometricamente: um cruzamento, paralelas, ou a mesma reta duas vezes.
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Olhe o desenho
As retas são desenhadas com o cruzamento marcado. Se a resposta surpreender, o desenho geralmente explica antes da álgebra.
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Acompanhe a eliminação
Os passos numerados mostram qual incógnita foi removida, como, e o que sobrou. É esse o método que se pede para reproduzir.
Os três casos
Todo sistema 2x2 é um destes, e dá para saber qual olhando as retas antes de fazer álgebra.
Caso
As retas
Exemplo
Uma solução
Cross once
2x + y = 5, x - y = 1 → (2, 1)
Sem solução
Parallel, different intercepts
x + y = 3, x + y = 5
Infinitas soluções
The same line twice
x + y = 3, 2x + 2y = 6
Só uma equação
A whole line of solutions
2x + 3y = 7
Três incógnitas
Planes, not lines
x + y + z = 6, x - y = 0, z = 2
Exemplos resolvidos
Um cruzamento: 2x + y = 5 e x - y = 1
plain
2x + y = 5; x - y = 1
Somar as duas equações remove o y na hora, porque +y e -y se cancelam: 3x = 6, então x = 2, e daí y = 1 por qualquer das duas. O desenho mostra as retas se cruzando em (2, 1) - um ponto, uma resposta.
Retas paralelas: x + y = 3 e x + y = 5
plain
x + y = 3; x + y = 5
Subtraia e você chega a 0 = -2, que nenhum par de números resolve. Isso não é o resolvedor falhando: é a resposta. As retas têm a mesma inclinação e interceptos diferentes, então nunca se encontram e o sistema não tem solução.
A mesma reta duas vezes: x + y = 3 e 2x + 2y = 6
plain
x + y = 3; 2x + 2y = 6
A segunda equação é a primeira dobrada, então desenha a mesma reta. Todo ponto dela satisfaz as duas, o que significa infinitas soluções. No desenho você vê só uma reta, porque só existe uma.
Três incógnitas: x + y + z = 6, x - y = 0, z = 2
plain
x + y + z = 6; x - y = 0; z = 2
Substituindo z = 2 e x = y, três equações viram uma e sai x = y = 2. Aqui não há desenho - três incógnitas são planos, não retas - mas a eliminação é o mesmo procedimento, uma incógnita por vez.
Erros comuns
Somar quando era para subtrair. Coeficientes iguais com o mesmo sinal precisam ser subtraídos; só sinais opostos se cancelam na soma.
Multiplicar só parte de uma equação. Se você escala uma equação para igualar um coeficiente, todos os termos, inclusive o lado direito, têm de ser escalados.
Substituir na equação que você acabou de alterar. Use uma das originais, ou você pode perder a segunda condição.
Achar uma incógnita e parar. Um sistema 2x2 tem duas respostas, e dar só o x é meia solução.
Ler 0 = -2 como erro de conta em vez de «sem solução». Do mesmo modo, 0 = 0 significa infinitas, não que algo deu errado.
Conferir em uma equação só. Ponha o par nas DUAS equações originais; satisfazer uma não prova nada.
Perguntas frequentes
Como resolver um sistema de equações?
Iguale os coeficientes de uma incógnita nas duas equações e depois some ou subtraia para removê-la. Resolva a equação que restou, substitua esse valor em qualquer das originais para achar a outra incógnita e, por fim, confira o par nas duas.
Qual a diferença entre adição e substituição?
A adição (eliminação) combina as equações para remover uma incógnita; a substituição isola uma incógnita numa equação e coloca essa expressão na outra. As duas sempre dão a mesma resposta. A eliminação costuma ser mais curta quando os coeficientes são simpáticos, e a substituição quando uma equação já tem uma incógnita isolada.
O que significa «sem solução» num sistema?
Que as duas retas são paralelas: mesma inclinação e interceptos diferentes, então não há ponto nas duas. Na álgebra isso aparece como uma afirmação impossível tipo 0 = -2. É uma resposta completa, não uma falha.
O que significa «infinitas soluções»?
Que as duas equações descrevem a mesma reta - uma é múltiplo da outra. Todo ponto dessa reta satisfaz as duas equações, então a solução é a reta inteira e não um par único. Muitas vezes se pede escrevê-la em função de uma variável.
Resolve três equações com três incógnitas?
Sim, e mostra a eliminação do mesmo jeito: remova uma incógnita para chegar a um sistema 2x2, resolva e volte. O gráfico só é desenhado para duas incógnitas, porque com três são planos e um desenho plano enganaria mais do que explicaria.
Por que ela desenha as retas?
Porque o desenho é o significado. A eliminação é um procedimento confiável que esconde o que está acontecendo; duas retas se cruzando num ponto deixa óbvio por que existe exatamente uma resposta - e por que paralelas não têm nenhuma.
Aceita frações e decimais?
Sim, e de forma exata. 0,5x + y = 3 é lido como meio, e a resposta de um sistema com coeficientes fracionários sai como fração exata, não como decimal arredondado.