Układy równań liniowych
Dwie niewiadome i dwa równania, które muszą być spełnione jednocześnie. Na maturze układ rzadko jest osobnym zadaniem, ale pojawia się wszędzie: w zadaniach tekstowych, przy wzorze prostej, w geometrii. Wystarczą dwie metody: podstawianie i przeciwne współczynniki. Tu ćwiczysz obie, aż rachunek stanie się odruchem.
Dział IV: Układy równań. Matura podstawowa i rozszerzona. Około 30 minut, 2 przykłady i 7 zadań z rozwiązaniami. Aktualizacja: .
Po tym poradniku:
- sprawdzasz, czy para liczb jest rozwiązaniem układu
- rozwiązujesz układ metodą podstawiania
- rozwiązujesz układ metodą przeciwnych współczynników
- pozbywasz się ułamków, zanim zaczniesz liczyć
Co to znaczy rozwiązać układ
Układ równań to kilka równań połączonych klamrą. Klamra znaczy „i jednocześnie”:
Rozwiązaniem jest para liczb , która spełnia oba równania naraz. Samo pierwsze równanie ma nieskończenie wiele rozwiązań: , , i tak dalej. Drugie też. Szukasz tej jednej pary, która pasuje do obu.
Tu jest nią , . Sprawdzenie: i . Oba równania się zgadzają.
Zadanie 1
1 pktKtóra para liczb jest rozwiązaniem układu ?
- A.,
- B.,
- C.,
- D.,
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 1
Rozwiązanie
Wstawiamy każdą parę do obu równań.
Tylko dla , : oraz .
Skąd biorą się błędne odpowiedzi
- BPierwsze równanie się zgadza (), ale drugie nie: . Para musi pasować do obu równań.
- CDrugie równanie się zgadza (), ale pierwsze nie: . Sprawdzone jest tylko jedno równanie.
- DTo zamienione miejscami i . Para ma ustaloną kolejność: najpierw , potem .
Metoda podstawiania
Pomysł: z jednego równania wyznacz jedną niewiadomą, a potem wstaw ją do drugiego równania. Zostaje równanie z jedną niewiadomą, które już umiesz rozwiązać.
Ta metoda jest najwygodniejsza, gdy któraś niewiadoma ma współczynnik albo , bo wtedy wyznaczasz ją bez ułamków.
Przykład Podstawianie krok po kroku
Rozwiąż układ
W pierwszym równaniu ma współczynnik . Wyznaczamy go: .
Wstawiamy do drugiego równania cały nawias:
Wracamy do wzoru na : .
Sprawdzenie: i . Odpowiedź: , .
Zadanie 2
2 pktRozwiąż układ równań
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 2
Odpowiedź:
Rozwiązanie
Wstawiamy do drugiego równania: .
, więc , a .
Sprawdzenie: . Odpowiedź: , .
Wolisz sprawdzać od razu? W kursie te same zadania oceniają się same, a przy błędnej odpowiedzi widzisz, co poszło nie tak. Przećwicz ten rozdział w kursie, za darmo
Metoda przeciwnych współczynników
Pomysł: pomnóż równania przez takie liczby, żeby przy jednej niewiadomej stały liczby przeciwne, np. i . Potem dodaj równania stronami. Ta niewiadoma znika.
Ta metoda jest wygodniejsza, gdy żaden współczynnik nie jest równy , bo podstawianie dałoby ułamki.
Przykład Przeciwne współczynniki krok po kroku
Rozwiąż układ
Przy stoją i . Mnożymy pierwsze równanie przez , obie strony: .
Dodajemy stronami do drugiego równania:
Wstawiamy do pierwszego równania: , więc i .
Sprawdzenie w drugim równaniu: . Odpowiedź: , .
Zadanie 3
2 pktRozwiąż układ równań
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 3
Odpowiedź:
Rozwiązanie
Dodajemy stronami: , więc .
Z pierwszego równania: , więc i .
Sprawdzenie: . Odpowiedź: , .
Zadanie 4
1 pktDany jest układ Który krok od razu usuwa niewiadomą ?
- A.drugie równanie pomnożyć przez i dodać równania stronami
- B.drugie równanie pomnożyć przez i odjąć je od pierwszego
- C.drugie równanie pomnożyć przez i odjąć je od pierwszego
- D.dodać równania stronami bez mnożenia
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 4
Rozwiązanie
Przy stoją i . Po pomnożeniu drugiego równania przez mamy .
Dodajemy: , , a z mamy .
Skąd biorą się błędne odpowiedzi
- BPo odjęciu , więc zostaje. Przy współczynnikach przeciwnych równania się dodaje.
- CTen krok usuwa (), a nie . Też prowadzi do wyniku, ale pytanie było o .
- DWtedy , więc nie znika. Współczynniki muszą być liczbami przeciwnymi, a i nimi nie są.
Układy z ułamkami
Ułamki w układzie to tylko przeszkoda w rachunkach. Pierwszy krok: pomnóż każde równanie osobno przez wspólny mianownik jego ułamków. Dostajesz zwykły układ z liczbami całkowitymi.
Przykład: w równaniu mianowniki to i , więc mnożysz przez :
Zadanie 5
1 pktRównanie po pomnożeniu przez wspólny mianownik ma postać:
- A.
- B.
- C.
- D.
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 5
Rozwiązanie
Wspólny mianownik i to : , czyli .
Skąd biorą się błędne odpowiedzi
- BPrawa strona nie została pomnożona. Mnożysz całe równanie, więc też razy .
- CMianowniki przeszły do liczników. , bo .
- DMianowniki zostały skreślone, a pomnożona tylko prawa strona. Każdy ułamek razy daje i .
Zadanie 6
2 pktRozwiąż układ równań
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 6
Odpowiedź:
Rozwiązanie
Po wymnożeniu:
Dodajemy stronami: , więc .
Z drugiego równania: , więc .
Sprawdzenie: i .
Zadanie 7
2 pktRozwiąż układ równań
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 7
Odpowiedź:
Rozwiązanie
Mnożymy oba równania przez : oraz .
Porządkujemy:
Z drugiego , więc , , i .
Sprawdzenie: i .
Ściąga: najważniejsze wzory
Przepisz ją do zeszytu. Przepisywanie też uczy.
- rozwiązanie to para (x, y), która spełnia oba równania
- podstawianie: gdy któraś niewiadoma ma współczynnik 1 albo −1
- przeciwne współczynniki: mnożysz całe równanie, potem dodajesz stronami
- ułamki: najpierw pomnóż przez wspólny mianownik