Системы уравнений,
как и отдельные уравнения, используются для решения сложных и нужных задач. При
решении некоторых задач приходится составлять два уравнения, в каждом из
которых находится по две неизвестные величины, то есть мы имеем два уравнения с
двумя неизвестными. Нужно найти такие значения неизвестных х и у, которые одновременно удовлетворяли бы и первое и второе
уравнение, то есть преобразовывали каждое из уравнений в правильное равенство.
Иначе: необходимо найти общее решение обоих уравнений. Или решить систему
данных уравнений. Пусть даны два
уравнения с двумя переменными:f(x; y) = 0 и g(x; y) = 0.
Если ставится
задача найти все общие решения двух уравнений с двумя переменными, то говорят,
что надо решить систему уравнений. Пару значений переменных, обращающую в
верное равенство каждое уравнение системы, называют решением системы уравнений.
Решить систему – значит найти все её решения или доказать, что их нет.
Записывают систему
уравнений, объединяя их фигурной скобкой.
ПРИМЕР:означает, что уравнения
х – 3у = 10,
3х – 2у = 2
образуют систему.
Система уравнений называется линейной, если все
уравнения, входящие в систему, являются линейными.
Если система
из n линейных
уравнений содержит n неизвестных, то возможны следующие три
случая:
– система не имеет решений;
– система имеет ровно одно решение;
– система имеет бесконечно много решений.
ПРИМЕР:Каждое уравнение этой системы
имеет бесконечное количество решений и только
одна пара чисел является общей для обоих уравнений.
Решением системы уравнений с двумя переменными
называется пара значений переменных, обращающая каждое уравнение системы в
верное равенство.
ПРИМЕР:
Приведённую выше систему уравнений удовлетворяет пара
чисел:
х =
15;
у =
5.
Это и есть решение данной системы. Других решений она не имеет.
Существуют системы уравнений,
которые имеют бесконечное множество решений, а также системы, которые совсем не
имеют решений. Система, которая не имеет решений, называется несовместимой.
Называть решения системы корнями нельзя.
Решить систему – это значит найти все решения этой
системы или показать, что она не имеет их.
Две системы уравнений называются равносильными (эквивалентными), если все решения одной из них будет решением другой, и наоборот, все решения
другой системы будут решениями первой.
ПРИМЕР:
Решением системы
будет пара чисел: х = 4 и у
= 3. Эти числа будут также единственным решением системы:
Поэтому, рассмотренные системы уравнений равносильные.
Две несовместимые
системы уравнений также считаются равносильными. Две равносильные системы уравнений
могут состоять из одинакового и разного количества уравнений. Отдельно, система
уравнений может быть равносильна до одного уравнения. Понятие равносильности
систем уравнений будет относительным: две системы уравнений равносильны в одном
числовом множестве и неравносильны – в другом.
При решении системы уравнений обычно заменяют
данную систему другой, более простой или по каким-либо причинам более <<удобной>>,
но равносильной первоначальной.
Любое из уравнений системы можно заменить равносильным
ему уравнением; полученная в результате этого система равносильна
данной.
ПРИМЕР:
Если в системе
заменить второе уравнение
равносильным ему уравнением
9х + 6у = 57,
то получим новую
систему равносильную данной:
ПРИМЕР:
Системыравносильны.
Равносильны будут и следующие системы:Любое из уравнений системы можно заменить уравнением, полученным в результате алгебраического сложения обоих уравнений системы. Новая система равносильна до данной.ПРИМЕР:
Если первое уравнение в системезаменить таким образом, получим новую системуравносильную данной. ПРИМЕР:
Системыравносильны. Мы заменили уравнение х
– 3у = 10 суммой
двух уравнений заданной системы, а уравнение
3х – 2у = 2 оставили неизменным.Можно из одного уравнения системы виразить некоторое неизвестное через другое и подставить это виражение в другое уравнение, новое уравнение вместе с первым образует систему, равносильную данной.
ПРИМЕР:
Пусть дана система:Выразим неизвестное
х
через у
из
другого уравнения:х =
2у + 1,
Подставив это виражение в первое уравнение, получим
2(2у + 1) + 3у = 33.
Если до этого уравнения с одним неизвестным присоединить второе уравнение системы, получим новую системуравносильную данной.
ПРИМЕР:
Решить систему уравнений:
РЕШЕНИЕ:
Система не имеет решений, так как два уравнения системы
не могут удовлетворяться одновременно (из первого
уравнения
х + y = 3,
а из второго
х + y = 3,5).
ОТВЕТ: решений
нет
ПРИМЕР:
Решить систему уравнений:
РЕШЕНИЕ:
Система имеет бесконечно много решений, так как второе
уравнение получается из первого путём умножения на 2 (то есть фактически есть всего одно
уравнение с двумя неизвестными)
ОТВЕТ: бесконечно много решений
Задания к уроку 11