График уравнения с двумя переменными. Системы уравнений

Применение уравнений широко распространено в нашей жизни. Они используются во многих расчетах, строительстве сооружений и даже спорте. Уравнения человек использовал еще в древности и с тех пор их применение только возрастает.

Под понятием решить систему уравнений понимают определить все корни, то есть значения, которые после подстановки их в систему, образуют уравнение в тождество. При решении систем уравнений можно применять следующие методы:

* Метод подстановки. Данный метод заключается в том, что для решения уравнения необходимо выразить 1 из переменных и подставить полученное выражение на место данной переменной во 2 уравнение. Получив уравнение с 1 неизвестной, его можно легко решить и узнать значение другой переменной;

* Метод расщепления системы. Этот метод заключается в том, чтобы одно из уравнений системы разложить на множители таким образом, чтобы справа был \ поскольку потом к \ приравнивается каждый множитель и, дописывая остальные уравнения первоначальной системы, получим несколько систем, каждая из которых будет проще исходных;

* Метод сложения и вычитания. Само название говорит о сути метода. Складывая или вычитая 2 уравнения системы, получаем новое с целью замены им одного из уравнения исходной системы;

* Метод деления и умножения. Суть метода состоит в том, чтобы разделив/умножив соответственно левые и правые части двух уравнений системы, получить новое уравнение, и заменить им одно из уравнений первоначальной системы.

Где можно решить системы рациональных уравнений онлайн?

Решить уравнение вы можете на нашем сайте https://сайт. Бесплатный онлайн решатель позволит решить уравнение онлайн любой сложности за считанные секунды. Все, что вам необходимо сделать - это просто вdести свои данные в решателе. Так же вы можете посмотреть видео инструкцию и узнать, как решить уравнение на нашем сайте. А если у вас остались вопросы, то вы можете задать их в нашей групе Вконтакте http://vk.com/pocketteacher. Вступайте в нашу группу, мы всегда рады помочь вам.

Вы уже встречались в курсе алгебры 7-го класса, но это были только системы специального вида - системы двух линейных уравнений с двумя переменными. В 8-м классе вы научились решать рациональные уравнения с одной переменной, значит, можно подумать и о решении систем рациональных уравнений с двумя переменными, тем более что такие системы довольно часто представляют собой математические модели изучаемых ситуаций. Об одной из таких моделей вы уже узнали из учебника «Алгебра-8». Приведенный ниже пример заимствован из указанного учебника.

На практике удобнее более широкое истолкование термина «рациональное уравнение с двумя переменными»: это уравнение вида - рациональные выражения с двумя переменными х и у.
Примеры рациональных уравнений с двумя переменными:

Конечно, можно рассматривать рациональные уравнения и с другими переменными, не обязательно с х ну, например, а3 - bx = = 3аb - рациональное уравнение с двумя переменными а, b. Но по традиции в алгебре предпочитают в качестве переменных использовать буквы х, у.

Определение 2.

Решением уравнения р (х, у) = 0 называют всякую пару чисел (х;у), которая удовлетворяет этому уравнению, т.е. обращает равенство с переменными р (х, у) = 0 в верное числовое равенство.

Например:

1) (3; 7) - решение уравнения х 2 + у 2 = 58. В самом деле, З 2 + 7 2 = 58 - верное числовое равенство.
2) - решение уравнения х 2 + у 2 - 58. В самом деле, - верное числовое равенство (22 + 36 = 58).

3) (0; 5) - решение уравнения 2ху + х 3 = 0. В самом деле, 2 0 5 + 0+ О 2 = 0 - верное числовое равенство.
4) (1; 2) не является решением уравнения 2ху + х 3 = 0. В самом деле, 2 1 2 + 3 = 0 - неверное равенство (получается 5 = 0).

Для уравнений с двумя переменными, как и для уравнений с одной переменной, можно ввести понятие равносильности уравнений.

Определение 3.

Два уравнения р(х, у) = 0 и д(х, у) = 0 называют равносильными, если они имеют одинаковые решения (в частности, если оба уравнения не имеют решений).

Обычно при решении уравнения стараются заменить данное уравнение более простым, но равносильным ему. Такую замену называют равносильным преобразованием уравнения. Два основных равносильных преобразования указаны ниже:

1) Перенос членов уравнения из одной части уравнения в другую с противоположными знаками.
Например, замена уравнения 2х + bу = 7х - 8у уравнением 2х - 7х - -8у - bу есть равносильное преобразование уравнения.
2) Умножение или деление обеих частей уравнения на одно и то же отличное от нуля число или выражение.
Например, замена уравнения 0,5л:2 - 0,3ху = 2у уравнением 5л:2 - 3ху = 20у (обе части уравнения умножили почленно на 10) есть равносильное преобразование уравнения.

Неравносильными преобразованиями уравнения, как и в случае уравнений с одной переменной, являются:

1) Освобождение от знаменателей, содержащих переменные.
2) Возведение обеих частей уравнения в квадрат.

Если в процессе решения уравнения применялось одно из указанных неравносильных преобразований, то все найденные решения надо проверить подстановкой в исходное уравнение, поскольку среди них могут оказаться посторонние решения.

Иногда удается перейти к геометрической (графической) модели уравнения с двумя переменными, т.е. построить график уравнения. Вы, наверное, помните, что графиком линейного уравнения с двумя переменными ах + bу + с = 0 (а, Ь, с - числа, коэффициенты, где хотя бы одно из чисел а, Ь отлично от нуля) является прямая линия - геометрическая модель линейного уравнения. Попробуем найти соответствующие графические модели еще для некоторых рациональных уравнений с двумя переменными х и у.

Пример 2. Построить график уравнения у - 2х2 = 0.

Решение. Преобразуем уравнение к виду у = 2х2. Графиком функции у - 2х2 является парабола, она же считается графиком уравнения у - 2х2 = 0 (рис. 33).

Пример 3. Построить график уравнения ху = 2.
Решение. Преобразуем уравнение к виду Графиком функции - является гипербола, она же считается графиком уравнения ху = 2 (рис. 34).

Таким образом, если уравнение р(х, у) = О удается преобразовать к виду у = f (x), то график функции у - f (х) считается одновременно и графиком уравнения р(х, у) - 0.

Пример 4. Построить график уравнения х 2 + у 2 = 16.

Решение.

Воспользуемся теоремой из курса геометрии: графиком уравнения х 2 + у 2 = г 2 , где r- положительное число, является окружность с центром в начале координат и радиусом r. Значит, графиком уравнения х 2 + у 2 = 16 является окружность с центром в начале координат и радиусом 4 (рис. 35).

Упомянутая выше теорема является частным случаем следующей теоремы , которая, надеемся, также известна вам из курса геометрии.

Пример 5. Построить график уравнения:

а) (х - I) 2 + (у - 2) 2 = 9; б) х 2 + у 2 + 4х= 0.

Решение:

а) Перепишем уравнение в виде (x - I) 2 + (у - 2) 2 = З2. Графиком этого уравнения, по теореме, является окружность с центром в точке (1; 2) и радиусом 3 (рис. 37).

б) Перепишем уравнение в виде (х 2 + 4х + 4) + у 2 = 4, т.е. (х + 2) 2 + у 2 = 4 и далее (х - (-2)) 2 + (у - О) 2 = 22. Графиком этого уравнения, по теореме, является окружность с центром в точке (-2; 0) и радиусом 2 (рис. 38).

Определение 4.

Если поставлена задача найти такие пары значений (х; у), которые одновременно удовлетворяют уравнению р (х, у) = 0 и уравнению q (х, у) = 0, то говорят, что указанные уравнения образуют систему уравнений:

Пару значений (х; у), которая одновременно является решением и первого и второго уравнений системы, называют решением системы уравнений. Решить систему уравнений - это значит найти все ее решения или установить, что решений нет.
Например, пара (3; 7) - решение системы уравнений

В самом деле, эта пара удовлетворяет как первому, так и второму уравнению системы, значит, является ее решением. Обычно пишут так: (3; 7) - решение системы или A пара (5; 9) не является решением системы (1): она не удовлетворяет первому уравнению (хотя и удовлетворяет второму уравнению системы).

Разумеется, переменные в уравнениях, образующих систему уравнений, могут быть обозначены и другими буквами, например: Но в любом случае при записи ответа в виде пары чисел используют лексикографический метод, т.е. на первое место ставят ту из двух букв, которая в латинском алфавите встречается раньше.

Иногда удается решить систему уравнений графическим методом, с которым вы знакомы: надо построить график первого уравнения, затем построить график второго уравнения и, наконец, найти точки пересечения графиков ; координаты каждой точки пересечения служат решением системы уравнений.

Пример 6. Решить систему уравнений

Решение.

1) Построим график уравнения х 2 + у 2 = 16 - окружность с центром в начале координат и радиусом 4 (рис. 39).
2) Построим график уравнения у - х = 4. Это прямая, проходящая через точки (0; 4) и (-4; 0) (рис. 39).
3) Окружность и прямая пересекаются в точках А и В (рис. 39). Судя по построенной геометрической модели, точка A имеет координаты А(-4; 0), а точка В - координаты В(0; 4). Проверка показывает, что на самом деле пара (-4; 0) и пара (0; 4) являются решениями обоих уравнений системы, а значит, и решениями системы уравнений. Следовательно, заданная система уравнений имеет два решения: (-4; 0) и (0; 4).

Ответ: (-4; 0); (0; 4).

Пример 7. Решить систему уравнений

Решение.

1) Переписав первое уравнение системы в виде у = 2х 2 , приходим к выводу: графиком уравнения является парабола (рис. 40).
2) Переписав второе уравнение системы в виде приходим к выводу: графиком уравнения является гипербола (рис. 40).

3) Парабола и гипербола пересекаются в точке А (рис. 40). Судя по построенной геометрической модели, точка A имеет координаты A (1; 2). Проверка показывает, что действительно пара (1; 2) является решением обоих уравнений системы, а значит, и решением системы уравнений. Следовательно, заданная система уравнений имеет одно решение: (1; 2).

Ответ: (1; 2).

Графический метод решения систем уравнений, как и графический метод решения уравнений, красив, но ненадежен: во-первых, потому, что графики уравнений мы сумеем построить далеко не всегда; во-вторых, даже если графики уравнений удалось построить, точки пересечения могут быть не такими «хорошими», как в специально подобранных примерах 6 и 7, а то и вовсе могут оказаться за пределами чертежа. Значит, нам нужно располагать надежными алгебраическими методами решения систем двух уравнений с двумя переменными. Об этом и пойдет речь в следующем параграфе.

А.Г. Мордкович Алгебра 9 класс

Материалы по математике онлайн , задачи и ответы по классам, планы конспектов уроков по математике

Конспект урока по математике

на тему:

« Рациональные уравнения с двумя переменными.

Основные понятия ».

Подготовила:

Учитель математики

МБОУ СОШ №2

Борщова Е. С.

Павловский Посад

Тип урока : изучение нового материала.

Тема урока : рациональные уравнения с двумя переменными. Основные понятия.

Цели :

ввести основные понятия и термины темы;

развивать математическую речь и мышление учащихся.

Оборудование: доска для записей, проектор, экран, презентация.

Организационный момент. (2 – 3 мин.)

(1 слайд)

Здравствуйте, ребята, присаживайтесь! Сегодня мы с вами рассмотрим новую, достаточно интересную тему, которая станет залогом к успешному усвоению будущего материала. Открываем рабочие тетради, записываем число, сегодня 16 октября, классная работа и тему урока: «Рациональные уравнения с двумя переменными. Основные понятия». (учитель тоже самое записывает на доске)

II . Актуализация знаний. (5 мин.)

(2 слайд)

Для того, чтобы начать изучение новой темы нам необходимо вспомнить некоторый материал, который вы уже знаете. Итак, вспомним элементарные функции и их графики:

1. График линейной функции

2. Парабола. График квадратичной функции , (а ≠ 0)

Рассмотрим канонический случай:

3. Кубическая парабола

Кубическая парабола задается функцией

4. График гиперболы

Опять же вспоминаем тривиальную гиперболу

Очень хорошо!

III . Изучение нового материала (сопровождается презентацией). (35 мин.)

(3 слайд)

На предыдущих уроках вы выучили определение рационального уравнения с одной переменной, и сейчас мы говорим, что оно очень схоже с определением рационального уравнения с двумя переменными:

Его записывать не нужно, оно есть в ваших учебниках, еще раз прочитаете его дома и выучите!

А в тетради запишите примеры:

Далее можно сказать, что рациональное уравнение вида h(x; y) = g(x; y) всегда можно преобразовать к виду p(x; y) = 0, где p(x; y) = 0 – рациональное выражение. Для этого нужно переписать выражение так: h (x ; y ) - g (x ; y ) = 0, т. е. p (x ; y ) = 0. последние два равенства запишите себе в тетради!

(4 слайд)

Следующее определение внимательно слушаем и запоминаем, записывать его не нужно!

А в тетради запишите только примеры:

(5 слайд)

Решим такое уравнение (учащиеся записывают решение в тетради, учитель комментирует каждый шаг решения, параллельно отвечая на вопросы детей):

(6 слайд)

Следующее определение, это определение равносильности двух уравнение, его вы тоже уже знаете из предыдущих параграфов, поэтому просто смотрим и слушаем:

Теперь давайте вспомним, какие вы знаете равносильные преобразования:

Перенос членов уравнения из одной части в другую с противоположными знаками (примеры на доске, их можете не записывать, кто хочет – запишите);

Умножение или деление обеих частей уравнения на одно и тоже число отличное от нуля или (еще мы знаем) на выражение, всюду отличное от нуля (обратите на это внимание!); (примеры кому нужно запишите).

А какие вы знаете неравносильные преобразования?

1) освобождение от знаменателей, содержащих переменные;

2) возведение обеих частей уравнения в квадрат.

Прекрасно!

(7 слайд)

Следующее понятие, которое мы сегодня рассмотрим, записываем – формула расстояния между двумя точками.

Пишите:

(учащиеся обе теоремы записывают себе в тетради)

Этот рисунок перерисовываем в тетради, подписываем оси координат, центр окружности, отмечаем радиус.

Есть ли у вас какие-то вопросы? (если вопросов нет, продолжаем работу)

(8 слайд)

Рассмотрим примеры, записывайте:

(рис. к П1)
(рис. к П2)

Дети постепенно, исходя их выше записанной теоремы, отвечая на вопросы учителя, самостоятельно решают, записывают решение в тетради, рисунки перерисовывают.

Молодцы! А сейчас, перерисуйте себе такую таблицу, она станет хорошим помощником в дальнейшем при решении задач.

(9 слайд)

Учащиеся аккуратно, каждый в своих тетрадях рисует данную таблицу и заносит в нее данные.

V. Домашнее задание (2 – 3 мин.).

(10 слайд)

До конца урока осталось 2 минуты, открываем дневники, записываем домашнее задание:

1) Глава 2, §5;

2) стр. 71 вопросы для самопроверки;

3) № 5.1; № 5.3 (а, б); № 5.7.

Самоанализ.

Начало урока было достаточно доброжелательным, искренним, открытым и организованным. Класс к уроку был подготовлен. Дети в течение всего урока показывали хорошую работоспособность.

Мною сразу были озвучены цели урока. Цели, предложенные детям на урок, соответствовали программным требованиям, содержанию материала.

В начале урока, в качестве активизации познавательной деятельности, детям было предложено вспомнить некоторый материал по ранее изученному материалу, с чем они справились без каких-либо особых затруднений.

Содержание урока соответствовало требованиям образовательного стандарта.

Структура урока предложена выше. На мой взгляд, целям и типу урока она соответствует. Этапы урока были логически связаны, плавно переходили один в другой. На каждом из этапов подводились итоги. Время распределялось на отдельные этапы по-разному в зависимости от того, какой из них являлся основным. На мой взгляд, оно было распределено рационально. Начало и конец урока были организованными. Темп ведения урока был оптимальным.

После первого этапа актуализации знаний шел основной этап урока – объяснение нового материала. Этот этап был главным, поэтому основное время было уделено именно ему.

Изложение нового материала было логичным, грамотным, на высоком теоретическом и одновременно доступном для детей уровне. Главные мысли по теме всегда мной выделялись и записывались учащимися в рабочие тетради.

Изучение нового материала было проведено в форме небольшой лекции с выполнением элементарных практических заданий, для наиболее быстрого и правильного усвоения материала.

Мною была выполнена презентация в программе PowerPoint. Презентация имела в основном вспомогательную функцию.

С целью контроля усвоения знаний на протяжении всего урока учащиеся решали задачи, по результатам чего я могла судить о степени усвоения теоретического материала каждым из детей. После проведения контроля знаний учителем была проведена коррекционная работа. Те вопросы, которые вызвали у учащихся наибольшее затруднение, были рассмотрены еще раз.

После этого был подведен итог урока и ученикам предложено домашнее задание. Домашнее задание было закрепляющего, развивающего характера. На мой взгляд, оно было посильно для всех детей.

Содержание урока было оптимальным, методы обучения – устный, наглядный и практический. Форма работы – беседа. Я использовала приемы активизации познавательной деятельности – это постановка проблемных вопросов, обобщение по планам обобщенного характера.

Учащиеся на уроке были активными. Они показали умение продуктивно работать, делать выводы по увиденному, умение анализировать и обобщать свои знания. Также дети показали наличие навыков самоконтроля, но лишь единицы были неусидчивы, и им уделялось наибольшее внимание с моей стороны.

Класс к уроку был подготовлен.

Я считаю, что цели поставленные в начале урока достигнуты.

Наименьший общий знаменатель используется для упрощения данного уравнения. Этот метод применяется в том случае, когда вы не можете записать данное уравнение с одним рациональным выражением на каждой стороне уравнения (и воспользоваться методом умножения крест-накрест). Этот метод используется, когда вам дано рациональное уравнение с 3 или более дробями (в случае двух дробей лучше применить умножение крест-накрест).

Рассмотрим уравнение с двумя переменными

Пара значений переменных, обращающая уравнение с двумя переменными в верное равенство, называется решением уравнения. Если дано уравнение с двумя переменными х и у, то принято в записи его решения на первое место ставить значение переменной на второе - значение у.

Так, пары являются решениями уравнения то же время пара (1; 5) решением уравнения не является.

Это уравнение имеет и другие решения. Для их отыскания удобно выразить одну переменную через другую, например х через у у получив уравнение . Выбрав произвольное значение у, вычислим соответствующее значение х. Например, если то значит, пара (31; 7) является решением уравнения; если то значит, пара (4; -2) также является решением заданного уравнения и т. д.

Уравнения с двумя переменными называются равносильными, если они имеют одни и те же решения.

Для уравнений с двумя переменными справедливы теоремы 5.1 и 5.2 (см. п. 135) о равносильных преобразованиях уравнения.