g9-10.2· Глава 10: Рациональные выражения, системы уравнений и неравенства· ~14 мин

Системы уравнений

Решение системы, состоящей из двух линейных уравнений.

Уравнение вида ax+by=cax + by = c с двумя неизвестными (xx и yy) называется линейным уравнением с двумя переменными; его решением является пара чисел (x;y)(x; y), удовлетворяющая уравнению. Два таких уравнения вместе образуют систему линейных уравнений, а решением системы является пара (x;y)(x; y), удовлетворяющая ОБОИМ уравнениям одновременно.

Для решения системы существуют два основных метода: МЕТОД ПОДСТАНОВКИ — из одного уравнения выражают xx или yy и подставляют в другое, получая уравнение с одним неизвестным. МЕТОД СЛОЖЕНИЯ (алгебраического сложения) — уравнения складывают так, чтобы одно из неизвестных исчезло. В геометрическом смысле каждое уравнение задаёт прямую: если прямые пересекаются — одно решение, совпадают — бесконечно много решений, параллельны и не пересекаются — решений нет. Найденную пару (x;y)(x; y) обязательно нужно проверить в каждом из двух уравнений.

📌Пример

Например, решим систему x+y=5x + y = 5 и xy=1x - y = 1 методом сложения: сложив уравнения почленно, получим 2x=62x = 6, то есть x=3x = 3; подставив x=3x = 3 в первое уравнение: 3+y=53 + y = 5, откуда y=2y = 2, таким образом решение (3;2)(3; 2) (проверка: 3+2=53 + 2 = 5 ✓ и 32=13 - 2 = 1 ✓).

Ключевые термины

Линейное уравнение с двумя переменнымиУравнение вида ax+by=cax + by = c, где aa и bb не равны нулю одновременно, с двумя неизвестными первой степени.
Система уравненийДва линейных уравнения, рассматриваемых совместно; цель — найти пару (x;y)(x; y), удовлетворяющую обоим уравнениям одновременно.
Решение системыПара чисел (x;y)(x; y), удовлетворяющая ОБОИМ уравнениям одновременно.
Метод подстановкиВыразить xx или yy из одного уравнения и подставить в другое, получив уравнение с одним неизвестным.
Метод сложенияСкладывать уравнения почленно (при необходимости предварительно умножив на число), чтобы одно из неизвестных взаимно уничтожилось.
Проверка решенияПодставить найденную пару (x;y)(x; y) в оба уравнения и убедиться, что равенства выполняются.
Количество решений и геометрический смысл
Взаимное положение прямыхКоличество решенийПример
Пересекающиеся прямыеОдно решениеx+y=5, xy=1x + y = 5,\ x - y = 1
Совпадающие прямыеБесконечно много решенийОдинаковые уравнения
Параллельные прямыеРешений нетx+y=2, x+y=5x + y = 2,\ x + y = 5

Каждое уравнение задаёт прямую; взаимное положение прямых определяет количество решений.

Два метода решения
МетодОсновной шагКогда удобен
ПодстановкаВыразить одно неизвестное и подставить в другое уравнениеЕсли yy уже выражено, например y=3x1y = 3x - 1
СложениеСложить уравнения почленно, чтобы одно неизвестное исчезлоЕсли коэффициенты взаимно уничтожаются, например +y+y и y-y

Оба метода сводят систему к уравнению с одним неизвестным.

Метод сложения: x+y=7, xy=3x + y = 7,\ x - y = 3
  1. 1Сложить уравнения почленно: (x+y)+(xy)=7+3(x + y) + (x - y) = 7 + 3, то есть 2x=102x = 10.
  2. 2Найти xx: x=102=5x = \frac{10}{2} = 5.
  3. 3Найти yy: Подставим x=5x = 5 в первое уравнение: 5+y=75 + y = 7, откуда y=2y = 2.
  4. 4Проверка и ответ: 5+2=75 + 2 = 7 ✓ и 52=35 - 2 = 3 ✓; решение (5;2)(5; 2).
Метод подстановки: y=2x, x+y=9y = 2x,\ x + y = 9
  1. 1Подставить выражение: Так как y=2xy = 2x, запишем во втором уравнении вместо yy выражение 2x2x: x+2x=9x + 2x = 9.
  2. 2Упростить: 3x=93x = 9, откуда x=93=3x = \frac{9}{3} = 3.
  3. 3Найти yy: y=2x=23=6y = 2x = 2 \cdot 3 = 6.
  4. 4Проверка и ответ: x+y=3+6=9x + y = 3 + 6 = 9 ✓; решение (3;6)(3; 6), то есть x=3x = 3.
🚫Частая ошибка

Записывая ответ в виде (x;y)(x; y), не меняйте xx и yy местами: например, если решение x=5, y=2x = 5,\ y = 2, то ответ (5;2)(5; 2), а не (2;5)(2; 5).

⚠️Внимание

Если левые части одинаковы, а правые разные (например x+y=2x + y = 2 и x+y=5x + y = 5), система РЕШЕНИЙ НЕ ИМЕЕТ — это соответствует параллельным прямым.

⚠️Внимание

Прямые с одинаковым угловым коэффициентом (y=2x+1y = 2x + 1 и y=2x3y = 2x - 3) не пересекаются; если свободные члены различны — решений нет.

💡Заметка

Найдя одно неизвестное, подставьте его в более простое уравнение системы, чтобы легко найти второе.

💡Заметка

ОБЯЗАТЕЛЬНО проверяйте найденную пару в обоих уравнениях; пара, удовлетворяющая лишь одному из них, решением системы не является.

Правила

  1. 1Решение системы — это пара (x;y)(x; y), удовлетворяющая ОБОИМ уравнениям одновременно.
  2. 2Метод подстановки: выразить xx или yy из одного уравнения и подставить в другое.
  3. 3Метод сложения: складывать уравнения почленно (при необходимости предварительно умножив на число), чтобы коэффициенты взаимно уничтожились.
  4. 4Количество решений: пересекающиеся прямые \to одно решение; совпадающие прямые \to бесконечно много решений; параллельные прямые \to решений нет.
  5. 5Подставить найденное решение в оба уравнения и проверить.

Тренировка

10 лёгких · 10 средних · 10 сложных

В каждом тесте — 10 случайных вопросов