Уравнения с двумя переменными
Уравнения из текстовых задач
Разберём несколько примеров уравнений.
-
"У Димы на пять рублей больше, чем у Феди."
-
"Мастер выточил в три раза больше деталей, чем подмастерье."
-
"Между кошкой и собакой 3 метра, кошка убегает от собаки. Пока кошка пробегает 7 метров, собака пробегает 2 метра."
Запишем эти соотношения величин в виде уравнений:
- Д = 5 + Ф (Д и Ф – это количества денег у Димы и у Феди)
- М = 3 × П (М и П – это количества деталей, выточенных Мастером и Подмастерьем)
- С = (2 × К / 7) – 3 (К и С – это координаты Кошки и Собаки в метрах. Отсчёт ведётся от начального местоположения Кошки.)
В каждом уравнении участвуют две переменные. Это уравнения с двумя переменными. Все три они имеют общее качество: это линейные уравнения с двумя переменными.
Линейное уравнение с двумя переменными
Линейное уравнение с двумя переменными – это уравнение вида
a × X + b × Y = c,
где а, в и с данные числа, а X и Y – две переменные. Таков общий вид линейного уравнения с двумя переменными. Уравнения про Диму с Федей, про мастера с подмастерьем и про кошку с собакой – тоже линейные. Вот они же, приведённые к общему виду:
1 × Д + (–1) × Ф = 51 × М + (–3) × П = 02 × К + (–7) × С = 21
Бывают и нелинейные уравнения.
График уравнения с двумя переменными
График уравнения с двумя переменными – это линия. График линейного уравнения с двумя переменными – прямая линия. Вот написаны шесть уравнений и нарисованы шесть их графиков:
Прямая
Первое уравнение линейное: 1 × Д + (–1) × Ф = 5, график – прямая.
Второе уравнение линейное: 1 × М + (–3) × П = 0, график – прямая.
Третье уравнение линейное: 2 × К + (–7) × С = 21, график – прямая.
Вот на графике отмечены 2 метра и 7 метров, которые пробегают собака и кошка за одно и то же время, и 3 метра отставания собаки.
Это уравнение описывает и ситуации "кошка убегает от собаки" и ситуацию "собака и кошка встретились" и ситуации "кошка догоняет собаку (до того, как встретились)".
Окружность
Четвёртое уравнение нелинейное: X² + Y² = 25 График такого уравнения – окружность с центром в начале координат и радиусом 5.
Гипербола
Пятое уравнение нелинейное: X × Y = 1. График такого уравнения – гипербола.
Парабола
Шестое уравнение нелинейное: Y = X² – 3. График такого уравнения – парабола.
Решения уравнения с двумя переменными
Решение уравнения с двумя переменными – это пара значений переменных, при которых уравнение обращается в верное равенство. Каждому решению уравнения соответствует точка на графике уравнения, и каждой точке соответствует решение. Вернёмся к уравнению "у Димы на 5 рублей больше, чем у Феди". Решений у этого уравнения много: У Димы 6 рублей, а у Феди 1 У Димы 6 рублей 50 копеек, а у Феди 1 рубль 50 копеек У Димы 8 рублей, а у Феди 3 У Димы 5 рублей, а у Феди нет денег и множество других...
Первое нелинейное уравнение окружности: X² + Y² = 25. У этого уравнения решений тоже много: X = 3; Y = 4 (т.к. 3² + 4² = 25) X = 0; Y = –5 (т.к. 0² + (–5)² = 25) X = –4; Y = –3 (т.к. (–4)² + (–3)² = 25) и множество других...
Решение системы уравнений с двумя переменными
Решение системы уравнений — это общее решение всех ее уравнений.
Перед нами система из двух уравнений с двумя переменными:
1) X² + Y² = 25 сумма квадратов аргументов равна двадцати пяти и 2) -X + 2Y = 5
Решений у этой системы всего два — это координаты точек пересечения графиков уравнений.( X = -5; Y = 0 ) ( X = 3; Y = 4 ) — обе пары являются решениями обоих уравнений.