Линейные уравнения с 2 переменными. Что такое система линейных уравнений с двумя переменными? Линейное уравнение с одной переменной

Инструкция

Если дана система из двух линейных уравнений, решайте ее следующим образом. Выберите одно из уравнений, в котором коэффициенты перед переменными поменьше и выразите одну из переменных, например, х. Затем подставьте это значение, содержащее у, во второе уравнение. В полученном уравнении будет лишь одна переменная у, перенесите все части с у в левую часть, а свободные – в правую. Найдите у и подставьте в любое из первоначальных уравнений, найдите х.

Решить систему из двух уравнений можно и другим способом. Умножьте одно из уравнений на число, чтобы коэффициент перед одной из переменных, например, перед х, был одинаков в обоих уравнениях. Затем вычтите одно из уравнений из другого (если правая часть не равна 0, не забудьте вычесть аналогично и правые части). Вы увидите, что переменная х исчезла, и осталась только одна переменная у. Решите полученное уравнение, и подставьте найденное значение у в любое из первоначальных равенств. Найдите х.

Третий способ решения системы двух линейных уравнений – графический. Начертите систему координат и изобразите графики двух прямых, уравнения которых указаны в вашей системе. Для этого подставляйте любые два значения х в уравнение и находите соответствующие у – это будут координаты точек, принадлежащих прямой. Удобнее всего находить пересечение с осями координат – достаточно подставить значения х=0 и у=0. Координаты точки пересечения этих двух линий и будут задачи.

Если в условиях задачи лишь одно линейное уравнение, значит, вам даны дополнительные условия, благодаря которым можно найти решение. Внимательно прочитайте задачу, чтобы найти эти условия. Если переменными х и у обозначены расстояние, скорость, вес – смело ставьте ограничение х≥0 и у≥0. Вполне возможно, под х или у скрывается количество , яблок, деревьев и т.д. – тогда значениями могут быть только целые числа. Если х – возраст сына, понятно, что он не может быть старше отца, поэтому укажите это в условиях задачи.

Постройте график прямой, соответствующий линейному уравнению. Посмотрите на график, возможно, на нем будет всего лишь несколько решений, удовлетворяющих всем условиям – например, целых и положительных чисел. Они и будут являться решениями вашего уравнения.

Источники:

как решить уравнение с одной переменной

Одной из основных задач математики является решение системы уравнений с несколькими неизвестными. Это очень практическая задача: есть несколько неизвестных параметров, на них накладывается несколько условий и требуется найти их наиболее оптимальную совокупность. Такие задачи являются обыденными в экономике, строительстве, проектировании сложных механических систем и вообще везде где требуется оптимизация затрат материальных и человеческих ресурсов. В связи с этим встает вопрос: а как же решать такие системы?

Инструкция

Математика дает нам два способа решения таких систем: графический и аналитический. Эти способы равнозначны, и нельзя сказать, что какой-то из них лучше или хуже. В каждой ситуации нужно в ходе оптимизации решения выбирать какой способ дает более простое решение. Но есть и некоторые типичные ситуации. Так, систему плоских уравнений, т. е. когда два графика имеют вид y=ax+b, проще решать графическим способом. Делается все очень просто: строятся две прямые: графики линейных функций, затем находится их точка пересечения. Координаты этой точки (абсцисса и ордината) и будут решением данного уравнения. Заметим также, что две прямые могут быть и параллельными. Тогда система уравнений не имеет решения, а функции называются линейно зависимыми.

Может случиться и обратная ситуация. Если нам нужно найти третью неизвестную, при двух линейно независимых уравнениях, тогда система будет недоопределена и иметь бесчисленное множество решений. В теории линейной алгебры доказывается, что система имеет единственное решение, тогда и только тогда, когда число уравнений совпадает с числом неизвестных.

Линейное уравнение с двумя переменными имеет общий вид ax + by + c = 0. В нем a, b и с – это коэффициенты – какие-то числа; а x и y – переменные – неизвестные числа, которые надо найти.

Решением линейного уравнения с двумя переменными является пара чисел x и y, при которых ax + by + c = 0 – верное равенство.

У конкретного линейного уравнения с двумя переменными (например, 3x + 2y – 1 = 0) имеется множество решений, то есть множество пар чисел, при которых уравнение верно. Линейное уравнение с двумя переменными преобразовывается в линейную функцию вида y = kx + m, которая представляет собой прямую на координатной плоскости. Координаты всех точек, лежащих на этой прямой, являются решениями линейного уравнения с двумя переменными.

Если даны два линейных уравнения вида ax + by + c = 0 и требуется найти такие значения x и y, при которых оба они будут иметь решения, то говорят, что надо решить систему уравнений . Систему уравнений пишут под общей фигурной скобкой. Пример:

У системы уравнений может быть ни одного решения, если прямые, являющиеся графиками соответствующих линейных функций, не пересекаются (то есть параллельны друг другу). Чтобы сделать вывод об отсутствии решение, достаточно преобразовать оба линейных уравнения с двумя переменными к виду y = kx + m. Если в обоих уравнениях k – одно и то же число, то система не имеет решений.

Если система уравнений оказывается состоящей из двух одинаковых уравнений (что может быть очевидно не сразу, а после преобразований), то она имеет бесконечное множество решений. В данном случае говорят о неопределенности.

Во всех остальных случаях система имеет одно решение. Этот вывод можно сделать из того, что две любые непараллельные прямые могут пересечься лишь в одной точке. Именно эта точка пересечения будет лежать и первой прямой и второй, то есть являться решением и первого уравнения и второго. Следовательно являться решением системы уравнений. Однако следует оговорить ситуации, когда на значения x и y накладываются те или иные ограничения (обычно по условию задачи). Например x > 0, y > 0. В таком случае даже если система уравнений будет иметь решение, но оно не будет удовлетворять условию, то делается вывод, что система уравнений не имеет решений при заданных условиях.

Решить систему уравнений можно тремя способами:

Методом подбора. Чаще всего это очень сложно сделать.
Графическим методом. Когда чертятся на координатной плоскости две прямые (графики функций соответствующих уравнений) и находится их точка пересечения. Данный метод может дает не точные результаты, если координаты точки пересечения – дробные числа.
Алгебраическими методами. Они являются универсальными и надежными.

Что такое линейное уравнение с двумя переменными?

С линейными уравнениями с двумя переменными мы имеем дело в 7, 8 классах и в более старших.

Линейное уравнение с двумя переменными определение

Определение линейного уравнения с двумя переменными

Уравнение вида ax + by = c называется линейными уравнениями с двумя переменными.

Здесь a, b и c - числа, x и y - переменные.

Линейное уравнение с двумя переменными пример

Пример линейного уравнения с двумя переменными

В этом уравнении две переменные x и y, a = 8, b = 4, c = 5.

Линейное уравнение с двумя переменными

Решением линейного уравнения с двумя переменными является пара значений переменных, при подстановке которых в уравнение оно обращается в истинное равенство.

Решите линейное уравнение с двумя переменными

Как решать линейные уравнения с двумя переменными?

Пример. Решите уравнение

Выразим переменную игрек через переменную икс.

Для этого перенесем 8x в правую часть уравнения, поменяв знак на противоположный

Разделим обе части уравнения на четыре

Выбираем произвольное значение икса, пусть это будет 7.

Подставляем 7 вместо икса и находим значение игрека

Y = -2 * 7 + 1,25 = −12,75

Теперь у нас есть пара значений переменных x = 7 и y = −12,75, обычно эту пару чисел записывают в скобках (7; −12,75), при подстановке которых в уравнение оно обращается в верное равенство.

И т.п., логично познакомиться с уравнениями и других видов. Следующими по очереди идут линейные уравнения , целенаправленное изучение которых начинается на уроках алгебры в 7 классе.

Понятно, что сначала надо объяснить, что такое линейное уравнение, дать определение линейного уравнения, его коэффициентов, показать его общий вид. Дальше можно разбираться, сколько решений имеет линейное уравнение в зависимости от значений коэффициентов, и как находятся корни. Это позволит перейти к решению примеров, и тем самым закрепить изученную теорию. В этой статье мы это сделаем: детально остановимся на всех теоретических и практических моментах, касающихся линейных уравнений и их решения.

Сразу скажем, что здесь мы будем рассматривать только линейные уравнения с одной переменной, а уже в отдельной статье будем изучать принципы решения линейных уравнений с двумя переменными .

Навигация по странице.

Что такое линейное уравнение?

Определение линейного уравнения дается по виду его записи. Причем в разных учебниках математики и алгебры формулировки определений линейных уравнений имеют некоторые различия, не влияющие на суть вопроса.

Например, в учебнике алгебры для 7 класса Ю. Н. Макарычева и др. линейное уравнение определяется следующим образом:

Определение.

Уравнение вида a·x=b , где x – переменная, a и b – некоторые числа, называется линейным уравнением с одной переменной .

Приведем примеры линейных уравнений, отвечающие озвученному определению. Например, 5·x=10 – это линейное уравнение с одной переменной x , здесь коэффициент a равен 5 , а число b есть 10 . Другой пример: −2,3·y=0 – это тоже линейное уравнение, но с переменной y , в котором a=−2,3 и b=0 . А в линейных уравнениях x=−2 и −x=3,33 a не присутствуют в явном виде и равны 1 и −1 соответственно, при этом в первом уравнении b=−2 , а во втором - b=3,33 .

А годом ранее в учебнике математики Виленкина Н. Я. линейными уравнениями с одним неизвестным помимо уравнений вида a·x=b считали и уравнения, которые можно привести к такому виду с помощью переноса слагаемых из одной части уравнения в другую с противоположным знаком, а также с помощью приведения подобных слагаемых. Согласно этому определению, уравнения вида 5·x=2·x+6 , и т.п. тоже линейные.

В свою очередь в учебнике алгебры для 7 классов А. Г. Мордковича дается такое определение:

Определение.

Линейное уравнение с одной переменной x – это уравнение вида a·x+b=0 , где a и b – некоторые числа, называемые коэффициентами линейного уравнения.

К примеру, линейными уравнениями такого вида являются 2·x−12=0 , здесь коэффициент a равен 2 , а b – равен −12 , и 0,2·y+4,6=0 с коэффициентами a=0,2 и b=4,6 . Но в тоже время там приводятся примеры линейных уравнений, имеющие вид не a·x+b=0 , а a·x=b , например, 3·x=12 .

Давайте, чтобы у нас в дальнейшем не было разночтений, под линейным уравнениями с одной переменной x и коэффициентами a и b будем понимать уравнение вида a·x+b=0 . Такой вид линейного уравнения представляется наиболее оправданным, так как линейные уравнения – это алгебраические уравнения первой степени. А все остальные указанные выше уравнения, а также уравнения, которые с помощью равносильных преобразований приводятся к виду a·x+b=0 , будем называть уравнениями, сводящимися к линейным уравнениям . При таком подходе уравнение 2·x+6=0 – это линейное уравнение, а 2·x=−6 , 4+25·y=6+24·y , 4·(x+5)=12 и т.п. – это уравнения, сводящиеся к линейным.

Как решать линейные уравнения?

Теперь пришло время разобраться, как решаются линейные уравнения a·x+b=0 . Другими словами, пора узнать, имеет ли линейное уравнение корни, и если имеет, то сколько их и как их найти.

Наличие корней линейного уравнения зависит от значений коэффициентов a и b . При этом линейное уравнение a·x+b=0 имеет

единственный корень при a≠0 ,
не имеет корней при a=0 и b≠0 ,
имеет бесконечно много корней при a=0 и b=0 , в этом случае любое число является корнем линейного уравнения.

Поясним, как были получены эти результаты.

Мы знаем, что для решения уравнений можно переходить от исходного уравнения к равносильным уравнениям , то есть, к уравнениям с теми же корнями или также как и исходное, не имеющим корней. Для этого можно использовать следующие равносильные преобразования:

перенос слагаемого из одной части уравнения в другую с противоположным знаком,
а также умножение или деление обе частей уравнения на одно и то же отличное от нуля число.

Итак, в линейном уравнении с одной переменной вида a·x+b=0 мы можем перенести слагаемое b из левой части в правую часть с противоположным знаком. При этом уравнение примет вид a·x=−b .

А дальше напрашивается деление обеих частей уравнения на число a. Но есть одно но: число a может быть равно нулю, в этом случае такое деление невозможно. Чтобы справиться с этой проблемой, сначала будем считать, что число a отлично от нуля, а случай равного нулю a рассмотрим отдельно чуть позже.

Итак, когда a не равно нулю, то мы можем обе части уравнения a·x=−b разделить на a , после этого оно преобразуется к виду x=(−b):a , этот результат можно записать с использованием дробной черты как .

Таким образом, при a≠0 линейное уравнение a·x+b=0 равносильно уравнению , откуда виден его корень .

Несложно показать, что этот корень единственный, то есть, линейное уравнение не имеет других корней. Это позволяет сделать метод от противного.

Обозначим корень как x 1 . Предположим, что существует еще один корень линейного уравнения, который обозначим x 2 , причем x 2 ≠x 1 , что в силу определения равных чисел через разность эквивалентно условию x 1 −x 2 ≠0 . Так как x 1 и x 2 корни линейного уравнения a·x+b=0 , то имеют место числовые равенства a·x 1 +b=0 и a·x 2 +b=0 . Мы можем выполнить вычитание соответствующих частей этих равенств, что нам позволяют сделать свойства числовых равенств , имеем a·x 1 +b−(a·x 2 +b)=0−0 , откуда a·(x 1 −x 2)+(b−b)=0 и дальше a·(x 1 −x 2)=0 . А это равенство невозможно, так как и a≠0 и x 1 −x 2 ≠0 . Так мы пришли к противоречию, что доказывает единственность корня линейного уравнения a·x+b=0 при a≠0 .

Так мы решили линейное уравнение a·x+b=0 при a≠0 . Первый результат, приведенный в начале этого пункта, обоснован. Остались еще два, отвечающие условию a=0 .

При a=0 линейное уравнение a·x+b=0 принимает вид 0·x+b=0 . Из этого уравнения и свойства умножения чисел на нуль следует, что какое бы число мы не взяли в качестве x , при его подстановке в уравнение 0·x+b=0 получится числовое равенство b=0 . Это равенство верное, когда b=0 , а в остальных случаях при b≠0 это равенство неверное.

Следовательно, при a=0 и b=0 любое число является корнем линейного уравнения a·x+b=0 , так как при этих условиях подстановка вместо x любого числа дает верное числовое равенство 0=0 . А при a=0 и b≠0 линейное уравнение a·x+b=0 не имеет корней, так как при этих условиях подстановка вместо x любого числа приводит к неверному числовому равенству b=0 .

Приведенные обоснования позволяют сформировать последовательность действий, позволяющую решить любое линейное уравнение. Итак, алгоритм решения линейного уравнения таков:

Сначала по записи линейного уравнения находим значения коэффициентов a и b .
Если a=0 и b=0 , то это уравнение имеет бесконечно много корней, а именно, любое число является корнем этого линейного уравнения.
Если же a отлично от нуля, то

коэффициент b переносится в правую часть с противоположным знаком, при этом линейное уравнение преобразуется к виду a·x=−b ,
после чего обе части полученного уравнения делятся на отличное от нуля число a , что и дает искомый корень исходного линейного уравнения .

Записанный алгоритм является исчерпывающим ответом на вопрос, как решать линейные уравнения.

В заключение этого пункта стоит сказать, что похожий алгоритм применяется для решения уравнений вида a·x=b . Его отличие состоит в том, что при a≠0 сразу выполняется деление обеих частей уравнения на это число, здесь b уже находится в нужной части уравнения и не нужно осуществлять его перенос.

Для решения уравнений вида a·x=b применяется такой алгоритм:

Если a=0 и b=0 , то уравнение имеет бесконечно много корней, которыми являются любые числа.
Если a=0 и b≠0 , то исходное уравнение не имеет корней.
Если же a отлично от нуля, то обе части уравнения делятся на отличное от нуля число a , откуда находится единственный корень уравнения, равный b/a .

Примеры решения линейных уравнений

Переходим к практике. Разберем, как применяется алгоритм решения линейных уравнений. Приведем решения характерных примеров, соответствующих различным значениям коэффициентов линейных уравнений.

Пример.

Решите линейное уравнение 0·x−0=0 .

Решение.

В этом линейном уравнении a=0 и b=−0 , что то же самое, b=0 . Следовательно, это уравнение имеет бесконечно много корней, любое число является корнем этого уравнения.

Ответ:

x – любое число.

Пример.

Имеет ли решения линейное уравнение 0·x+2,7=0 ?

Решение.

В данном случае коэффициент a равен нулю, а коэффициент b этого линейного уравнения равен 2,7 , то есть, отличен от нуля. Поэтому, линейное уравнение не имеет корней.