Сначала немного теории. Что в данном случае обозначает математическое слово «линейных»? Это значит, что в уравнения системы все переменные входят в первой степени: без всяких причудливых вещей вроде и т.п., от которых в восторге бывают только участники математических олимпиад.
В высшей математике для обозначения переменных используются не только знакомые с детства буквы .
Довольно популярный вариант – переменные с индексами: .
Либо начальные буквы латинского алфавита, маленькие и большие:
Не так уж редко можно встретить греческие буквы: – известные многим «альфа, бета, гамма». А также набор с индексами, скажем, с буквой «мю»:
Использование того или иного набора букв зависит от раздела высшей математики, в котором мы сталкиваемся с системой линейных уравнений. Так, например, в системах линейных уравнений, встречающихся при решении интегралов, дифференциальных уравнений традиционно принято использовать обозначения
Но как бы ни обозначались переменные, принципы, методы и решения системы линейных уравнений от этого не меняются. Таким образом, если Вам встретится что-нибудь страшное типа , не спешите в страхе закрывать задачник, в конце-концов, вместо можно нарисовать солнце, вместо – птичку, а вместо – рожицу (преподавателя). И, как ни смешно, систему линейных уравнений с данными обозначениями тоже можно решить.
Пример 1
Решить систему линейных уравнений:
Здесь у нас дана система из двух уравнений с двумя неизвестными. Обратите внимание, что свободные члены (числа 5 и 7) расположены в левой части уравнения. Вообще говоря, без разницы, где они находятся, слева или справа, просто в задачах по высшей математике нередко они расположены именно так. И такая запись не должна приводить в замешательство, при необходимости систему всегда можно записать «как обычно»: . Не забываем, что при переносе слагаемого из части в часть у него нужно поменять знак.
Что значит решить систему линейных уравнений? Решить систему уравнений – это значит найти множество её решений. Решение системы представляет собой набор значений всех входящих в неё переменных, который обращает КАЖДОЕ уравнение системы в верное равенство. Кроме того, система может быть несовместной (не иметь решений). Не тушуйтесь, это общее определение =) У нас же будет всего лишь одно значение «икс» и одно значение «игрек», которые удовлетворяют каждому уравнению с-мы.
Существует графический метод решения системы, с которым можно ознакомиться на урокеПростейшие задачи с прямой. Там же я рассказал о геометрическом смысле системы двух линейных уравнений с двумя неизвестными. Но сейчас на дворе эра алгебры, и числа-числа, действия-действия.
Решаем: из первого уравнения выразим:
Полученное выражение подставляем во второе уравнение:
Раскрываем скобки, приводим подобные слагаемые и находим значение :
Далее вспоминаем про то, от чего плясали:
Значение нам уже известно, осталось найти:
ответ: x=-4,y=1
1)Решение системы уравнений (2; 3)
Система уравнений имеет одно решение.
2)Система уравнений имеет бесчисленное множество решений.
3)Система уравнений не имеет решений.
Объяснение:
1)2х-7у= -17
5х+у=13
Выразим у через х во втором уравнении, подставим выражение в первое уравнение и вычислим х:
у=13-5х
2х-7(13-5х)= -17
2х-91+35х= -17
37х= -17+91
37х=74
х=74/37
х=2
у=13-5х
у=13-5*2
у=3
Решение системы уравнений (2; 3)
Система уравнений имеет одно решение.
Графически:
2х-7у= -17
5х+у=13
Построить графики. Графики линейной функции, прямые линии. Придаём значения х, подставляем в уравнение, вычисляем у, записываем в таблицу. Для построения прямой достаточно двух точек, для точности построения определим три.
Прежде преобразуем уравнения в более удобный для вычислений вид:
2х-7у= -17 5х+у=13
-7у= -17-2х у=13-5х
7у=17+2х
у=(17+2х)/7
Таблицы:
х -5 2 9 х -1 0 1
у 1 3 5 у 18 13 8
Координаты точки пересечения прямых (2; 3)
Решение системы уравнений (2; 3)
Система уравнений имеет одно решение.
2)х+2у=5
-2х-4у= -10
Выразим х через у в первом уравнении, подставим выражение во второе уравнение и вычислим у:
х=5-2у
-2(5-2у)-4у= -10
-10+4у-4у= -10
4у-4у= -10+10
0=0
Система уравнений имеет бесчисленное множество решений.
Графически:
х+2у=5
-2х-4у= -10
Построить графики. Графики линейной функции, прямые линии. Придаём значения х, подставляем в уравнение, вычисляем у, записываем в таблицу. Для построения прямой достаточно двух точек, для точности построения определим три.
Прежде преобразуем уравнения в более удобный для вычислений вид:
х+2у=5 -2х-4у= -10
2у=5-х -4у= -10+2х
у=(5-х)/2 4у=10-2х
у=(10-2х)/4
Таблицы:
х -1 0 1 х -1 0 1
у 3 2 1 у 3 2 1
Графики функций полностью совпадают, "сливаются".
Система уравнений имеет бесчисленное множество решений.
3)3х-у=2
3х-у=3
Выразим у через х в первом уравнении, подставим выражение во второе уравнение и вычислим х:
-у=2-3х
у=3х-2
3х-(3х-2)=3
3х-3х+2=3
2=3
Система уравнений не имеет решений.
Графически:
3х-у=2
3х-у=3
Построить графики. Графики линейной функции, прямые линии. Придаём значения х, подставляем в уравнение, вычисляем у, записываем в таблицу. Для построения прямой достаточно двух точек, для точности построения определим три.
Прежде преобразуем уравнения в более удобный для вычислений вид:
3х-у=2 3х-у=3
-у=2-3х у=3-3х
у=3х-2 у=3х-3
Таблицы:
х -1 0 1 х -1 0 1
у -5 -2 1 у -6 -3 0
Графики функций параллельны.
Система уравнений не имеет решений.
