Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

Линеарна једначина с две непознате има облик \( ax + by = c \): обе непознате на први степен и највише две различите непознате. а) \( 2x - 3y = 1 \) — линеарна ✓. б) \( x^2 + y = 6 \) — има \( x^2 \), квадратна ✗. в) \( x + y = 0 \) — линеарна ✓. г) \( x + y + z = 0 \) — три непознате ✗. д) \( 3x = 0{,}8 = 3x + 0\cdot y \) — линеарна ✓. ђ) \( y = -\sqrt{5} = 0\cdot x + y \) — линеарна ✓. Одговор: линеарне су а), в), д), ђ); нису б) и г).

Детаљно решење

Услов за линеарну једначину с две непознате

Једначина је линеарна једначина с две непознате ако се може записати у облику \( ax + by = c \), при чему су \( a, b, c \in \mathbb{R} \). То значи да су обе непознате на први степен (нема квадрата, нема производа непознатих) и да их нема више од две (само \( x \) и \( y \)). При томе, свака линеарна једначина с једном непознатом може се посматрати и као линеарна с две непознате, тако што недостајућу непознату узмемо са коефицијентом 0.

Провера сваке једначине

а) \( 2x - 3y = 1 \) — обе непознате су на први степен, има их тачно две. Ово је облик \( ax + by = c \) са \( a = 2 \), \( b = -3 \), \( c = 1 \). Јесте линеарна једначина с две непознате. б) \( x^2 + y = 6 \) — непозната \( x \) појављује се на други степен (\( x^2 \)). То није облик \( ax + by = c \), него квадратна једначина. Није линеарна. в) \( x + y = 0 \) — обе непознате су на први степен, има их две. Ово је \( ax + by = c \) са \( a = 1 \), \( b = 1 \), \( c = 0 \). Јесте линеарна једначина с две непознате. г) \( x + y + z = 0 \) — овде се појављују три непознате: \( x \), \( y \) и \( z \). Линеарна једначина с две непознате сме имати само две непознате. Није линеарна једначина с две непознате. д) \( 3x = 0{,}8 \) — једначина је првог степена, али садржи само једну непознату. Можемо је записати као \( 3x + 0 \cdot y = 0{,}8 \), тј. у облику \( ax + by = c \) са \( a = 3 \), \( b = 0 \), \( c = 0{,}8 \). Дакле, може се посматрати као линеарна једначина с две непознате. Јесте (у смислу да се тако може посматрати). ђ) \( y = -\sqrt{5} \) — једначина је првог степена са једном непознатом. Записује се као \( 0 \cdot x + 1 \cdot y = -\sqrt{5} \), што је облик \( ax + by = c \) са \( a = 0 \), \( b = 1 \), \( c = -\sqrt{5} \). Иако је \( \sqrt{5} \) ирационалан број, он јесте реалан број (\( c \in \mathbb{R} \)), па је услов испуњен. Јесте (у смислу да се тако може посматрати).

Закључак

Линеарне једначине с две непознате су: а), в), д) и ђ). Једначине б) и г) нису линеарне једначине с две непознате — б) је квадратна (има \( x^2 \)), а г) садржи три непознате.

Кратак запис решења:

Линеарне једначине с две непознате су а), в), д) и ђ). Нису б) (квадратна, \( x^2 \)) и г) (три непознате).

Најважније из лекције

  • Линеарна једначина са две непознате (\( ax+by+c=0 \)) има бесконачно много решења која графички представљају праву линију.
  • Систем једначина чине две једначине које се решавају истовремено. Решење је уређени пар \( (x, y) \).
  • Графички, систем може имати: једно решење (праве се секу), ниједно решење (праве су паралелне) или бесконачно много решења (праве се поклапају).
  • Метод замене: Једна променљива се изрази из једне једначине (\( x = \dots \)) и убаци у другу.
  • Метод супротних коефицијената: Једначине се множе бројевима тако да се при сабирању једна непозната поништи (нпр. \( 3y \) и \( -3y \)).
Линеарна једначина са две непознате \( x \) и \( y \) је једначина облика \( ax + by + c = 0 \), где су \( a, b, c \) реални бројеви, а коефицијенти \( a \) и \( b \) не могу истовремено бити једнаки 0.
Решење линеарне једначине с две непознате је сваки уређени пар бројева \( (x_0, y_0) \) који, када се замени у једначину, даје тачну бројевну једнакост.
Оваква једначина има бесконачно много решења. Њен графички приказ у координатном систему је права линија, а свака тачка на тој правој представља једно решење једначине.
За једначину \( 3x + 2y - 1 = 0 \), уређени пар \( (1, -1) \) јесте решење јер важи: \[ 3 \cdot 1 + 2 \cdot (-1) - 1 = 3 - 2 - 1 = 0 \] Уређени пар \( (0, 0) \) није решење јер је \( 3 \cdot 0 + 2 \cdot 0 - 1 = -1 \neq 0 \).
Провери да ли је уређени пар \( (2, 3) \) решење једначине \( -2x + y + 1 = 0 \).
Мењамо \( x = 2 \) и \( y = 3 \) у једначину: \[ -2 \cdot 2 + 3 + 1 = -4 + 3 + 1 = 0 \] Добили смо тачну једнакост \( 0 = 0 \).
Одговор: Да, уређени пар \( (2, 3) \) јесте решење ове једначине.
Систем две линеарне једначине са две непознате настаје када тражимо заједничко решење за две линеарне везе међу истим величинама.
Општи облик система од две линеарне једначине с две непознате \( x \) и \( y \) је: \[ \begin{array}{l} a_1x + b_1y = c_1 \\ a_2x + b_2y = c_2 \end{array} \] где су \( a_1, b_1, c_1, a_2, b_2, c_2 \) дати реални бројеви.
Решење система је сваки уређен пар реалних бројева \( (x_0, y_0) \) који је решење обе једначине тог система.
Два система једначина су еквивалентна ако је свако решење једног од њих уједно решење и другог, или ако ниједан од та два система нема решење. Решити систем значи свести га на еквивалентан систем облика \( x = a \), \( y = b \).
Свакој линеарној једначини система придружујемо праву у координатном систему. Међусобни положај те две праве одређује број решења система.
Графички приказ (међусобни положај правих) Број решења система
Две праве које се секу у једној тачки.
Стандардни Декартов координатни систем са X и Y осом, стрелицама на крајевима оса и обележеним координатним почетком O(0,0). Две различите праве линије које се јасно секу у једној тачки. Означи пресечну тачку са P и прикажи њене координате (x_0, y_0) поред тачке P. Праве треба да се простиру изван тачке пресека.
Тачно једно решење (координате пресечне тачке).
Две различите паралелне праве.
Нацртати Декартов координатни систем са x-осом и y-осом, обе означене стрелицама и са оригином O(0,0). У овом координатном систему приказати две различите праве линије, $p_1$ и $p_2$, које су међусобно паралелне и не додирују се, тако да су јасно одвојене једна од друге.
Нема решења (праве немају заједничких тачака). Систем је немогућ.
Две праве које се поклапају.
Декартов координатни систем са x-осом и y-осом, обе означене стрелицама и са оригином O(0,0). У овом координатном систему нацртати једну праву линију са умереним нагибом (ни хоризонталним ни вертикалним) која представља две линеарне једначине чије се графичке репрезентације потпуно поклапају. Означити ову праву линију етикетом '$p_1, p_2$' постављеном директно на линију или непосредно поред ње, како би се јасно истакло да две праве леже једна преко друге и имају бесконачно много заједничких решења.
Бесконачно много решења (свака тачка на правој је решење).
Суштина овог метода је да једну непознату изразимо преко друге на основу једне једначине, а затим у другој једначини заменимо ту непознату добијеним изразом.
Из једне једначине изрази \( x \) преко \( y \) (или \( y \) преко \( x \)). Најлакше је изабрати непознату уз коју је коефицијент 1 или -1.
Замени тај израз у другу једначину система. Добијаш једначину са једном непознатом.
Реши ту једначину и израчунај вредност прве непознате.
Врати добијену вредност у израз из првог корака да израчунаш другу непознату.
Реши систем једначина методом замене: \[ \begin{array}{l} x + 2y = 8 \\ 2x - y = 1 \end{array} \]
1. Из прве једначине изражавамо \( x \): \[ x = 8 - 2y \] 2. Мењамо \( x \) у другој једначини: \[ 2(8 - 2y) - y = 1 \] 3. Решавамо једначину по \( y \): \[ 16 - 4y - y = 1 \] \[ -5y = 1 - 16 \] \[ -5y = -15 \implies y = 3 \] 4. Враћамо вредност \( y \) у израз за \( x \): \[ x = 8 - 2 \cdot 3 = 8 - 6 = 2 \] Решење система је уређени пар: \( (2, 3) \).
Овај метод се заснива на сабирању (или одузимању) једначина система како би се елиминисала једна непозната. Користи се када су коефицијенти уз исту непознату супротни бројеви (или их множењем сведемо на супротне).
По потреби, помножи једну или обе једначине одговарајућим бројевима тако да коефицијенти уз једну непознату постану супротни бројеви (нпр. \( 2y \) и \( -2y \)).
Сабери леве стране једначина и десне стране једначина. Једна непозната ће се поништити.
Реши добијену линеарну једначину са једном непознатом.
Добијену вредност замени у било коју од почетних једначина и израчунај другу непознату.
Реши систем једначина методом супротних коефицијената: \[ \begin{array}{l} 3x + 2y = 9 \\ 2x - 2y = 1 \end{array} \]
Коефицијенти уз \( y \) су већ супротни бројеви (2 и -2), па можемо одмах да саберемо једначине: \[ (3x + 2x) + (2y - 2y) = 9 + 1 \] \[ 5x = 10 \implies x = 2 \] Сада мењамо \( x = 2 \) у прву (или другу) једначину: \[ 3 \cdot 2 + 2y = 9 \] \[ 6 + 2y = 9 \] \[ 2y = 3 \implies y = \frac{3}{2} \] Решење система је уређени пар: \( (2, \frac{3}{2}) \).

Задаци за вежбање

Лак: Да ли је уређени пар \( (1, -2) \) решење система једначина? \[ \begin{array}{l} 2x + y = 0 \\ x - 3y = 7 \end{array} \]
Мењамо \( x = 1 \) и \( y = -2 \) у обе једначине:
Прва: \( 2 \cdot 1 + (-2) = 2 - 2 = 0 \) (Тачно)
Друга: \( 1 - 3 \cdot (-2) = 1 + 6 = 7 \) (Тачно)
Пошто задовољава обе једначине, одговор је ДА.
Средњи: Реши систем једначина методом замене: \[ \begin{array}{l} 4x - y = 5 \\ 3x + 2y = 12 \end{array} \]
Из прве једначине лако изражавамо \( y \): \[ -y = 5 - 4x \implies y = 4x - 5 \] Мењамо у другу једначину: \[ 3x + 2(4x - 5) = 12 \] \[ 3x + 8x - 10 = 12 \] \[ 11x = 22 \implies x = 2 \] Враћамо \( x \) у израз за \( y \): \[ y = 4 \cdot 2 - 5 = 8 - 5 = 3 \] Решење: \( (2, 3) \).
Тежак: Реши систем једначина методом супротних коефицијената: \[ \begin{array}{l} 5x + 4y = 11 \\ 2x + 3y = 10 \end{array} \]
Да бисмо елиминисали \( x \), множимо прву једначину са 2, а другу са -5 (или обрнуто): \[ \begin{array}{l} 5x + 4y = 11 \quad / \cdot 2 \\ 2x + 3y = 10 \quad / \cdot (-5) \end{array} \] Добијамо еквивалентан систем: \[ \begin{array}{l} 10x + 8y = 22 \\ -10x - 15y = -50 \end{array} \] Сабирамо једначине: \[ (10x - 10x) + (8y - 15y) = 22 - 50 \] \[ -7y = -28 \implies y = 4 \] Мењамо \( y = 4 \) у прву полазну једначину: \[ 5x + 4 \cdot 4 = 11 \] \[ 5x + 16 = 11 \] \[ 5x = -5 \implies x = -1 \] Решење: \( (-1, 4) \).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: