Підготовка до НМТ з математики з усмішкою: «Системи лінійних рівнянь»

Просто, швидко й упевнено

Системи лінійних рівнянь – тема, у якій математика дуже нагадує детектив: дві умови, дві невідомі – і потрібно знайти єдину пару чисел, яка задовольняє їх одночасно. На НМТ системи рівнянь належать до теми «Рівняння, нерівності і їх системи», яка входить до змісту математичного тесту. Тому важливо не просто знати алгоритм, а навчитися швидко розпізнавати найзручніший спосіб розв’язання.

1. Що таке система лінійних рівнянь?

Найпростіша система двох лінійних рівнянь має вигляд:
{a1x+b1y=c1a2x+b2y=c2\begin{cases} a_1 x + b_1 y = c_1 \\ a_2 x + b_2 y = c_2 \end{cases}
Де xx та yy – невідомі, a1,a2,b1,b2,c1,c2a_1,a_2,b_1,b_2,c_1,c_2 – деякі числа або вирази. 
Розв’язок системи – це пара чисел (x;y)(x;y), яка одночасно задовольняє обидва рівняння. 
Головне правило: шукаємо спільний розв’язок рівнянь, які складають систему.

2. Три способи розв’язування

Існує три метода розв’язання систем лінійних рівнянь:
1. Метод підстановки.
2. Метод додавання.
3. Графічний метод.
Але не потрібно демонструвати «вірність» одному методу. Обирайте той, який дозволяє найшвидше й найнадійніше отримати відповідь.

3. Метод підстановки

Приклад 1: Розглянемо систему:
{x+y=72x−y=2\begin{cases} x + y = 7 \\ 2x – y = 2 \end{cases}

  1. Із першого рівняння виразимо yy: y=7−xy = 7 – x.
    Підставляємо у друге, маємо: 2x−(7−x)=22x – (7 – x) = 2
    2x−7+x=2⟶3x=9⟶x=32x – 7 + x = 2 \longrightarrow 3x = 9 \longrightarrow x = 3
  2. Тепер знаходимо yy: y=7−x=7−3=4y=7-x=7-3=4.
    Відповідь: (3;4)(3;4)
    Перевірка:
    3+4=73+4=7
    2⋅3−4=22\cdot 3-4=2
    Отже, пара (3;4)(3;4) справді є розв’язком системи.
    Відповідь: (3;4)(3;4)

4. Метод додавання – справжній «швидкісний режим» 

Лайфхак:
якщо при додаванні одна змінна зникає,
 Ви на правильному шляху! 

Приклад 2. Розглянемо систему:
{2x+y=73x−y=8\begin{cases} 2x + y = 7 \\ 3x – y = 8 \end{cases}
1) Додаємо рівняння почленно: 2x+y+3x−y=7+8⟶5x=15⟶x=32x + y + 3x – y = 7 + 8 \longrightarrow 5x = 15 \longrightarrow x = 3
2) Підставляємо x=3x=3 у перше рівняння 2⋅3+y=7⟶6+y=7⟶y=12 \cdot 3 + y = 7 \longrightarrow 6 + y = 7 \longrightarrow y = 1
Відповідь: (3;1)(3;1)

5. А якщо коефіцієнти не «дружать»?

Приклад 3. 
{2x+3y=124x−3y=6\begin{cases} 2x + 3y = 12 \\ 4x – 3y = 6 \end{cases}

  1. Тут усе чудово: yy і −y-y вже готові «зустрітися» та зникнути.
    Додаємо: 2x+3y+4x−3y=12+62x+3y+4x-3y=12+6
    6x=18⟶x=36x = 18 \longrightarrow x = 3
  2. Підставляємо значення xx у перше рівняння: 2⋅3+3y=12⟶6+3y=12⟶3y=6⟶y=22 \cdot 3 + 3y = 12 \longrightarrow 6 + 3y = 12 \longrightarrow 3y = 6 \longrightarrow y = 2
    Відповідь: (3;2)(3;2)

6. Завдання НМТ за темою «Системи лінійних рівнянь»

На НМТ система рівнянь може виглядати так, ніби математика вирішила перевірити не лише твої знання, а й міцність нервів. Але спокійно: складний вигляд завдання ще не означає складний розв’язок. Що робити, якщо бачиш «страшну» систему? 
Стоп. Не панікуємо. Система — це просто два рівняння, які потрібно узгодити між собою. Скажи собі: «Я не повинен розв’язати все одразу. Я просто зроблю перший крок».
Приклад 4

Діппер і Мейбл — лінійна функція

Твої дії на НМТ:

  • Подивись на обидва рівняння: можливо, одне з них легко виразити через x або y. 
  • Обери найзручніший спосіб. Підстановка? Додавання? Віднімання? 
  • Не шукай «найкрасивіший» метод — шукай найшвидший і найнадійніший. 
  • Роби поетапно. Один правильний крок → наступний → ще один. 
  • Не намагайся тримати весь розв’язок у голові. 
  • Отримав x або y — підстав назад. Невелика перевірка може врятувати від великої втрати бала.

Приклад 5 

Діппер і Мейбл — лінійна функція

7. Міні-алгоритм для НМТ

Перед тим як почати обчислення, старшокласник, постав собі три запитання:
1. Чи можна одразу додати рівняння? Якщо так — чудово, економимо час.
2. Чи легко виразити одну змінну? Тоді метод підстановки може бути найзручнішим.
3. Що саме потрібно знайти? Можливо, не самі xx і yy, a:x+y,x−y,xy,2x+3ya:x+y,x-y,xy,2x+3y тощо.
Правила НМТ:

  • Складне завдання ≠ неможливе завдання.
  • Якщо перший спосіб розв’язання виявився незручним — це не провал. Зміни стратегію. Математика не образиться. 
  • І найважливіше: спокійна голова бачить те, що паніка ховає.
  • Тому побачив складну систему — видихни, усміхнися і починай із першого рівняння.
  • Крок за кроком — і «страшна» система вже не така страшна.

Приклад 6

Діппер і Мейбл — лінійна функція

Розв’язання

Діппер і Мейбл — лінійна функція

Потрібна допомога з підготовкою до НМТ?

Якщо хочете впевнено розв’язувати завдання з лінійної функції та інших тем НМТ, зверніться до наших репетиторів з математики. Ми допоможемо систематизувати знання, розібрати складні теми та якісно підготуватися до іспиту.

8. Графічний зміст системи

А тепер — цікава геометрична ідея. Кожне лінійне рівняння з двома змінними можна подати як пряму на координатній площині. Розв’язок системи — це координати точки перетину двох прямих. Запам’ятайте: розв’язок системи = спільна точка графіків. 
Приклад 7. Розв’язати систему графічним методом

Діппер і Мейбл — лінійна функція

Приклад 8 Розв’язати систему графічним методом

Діппер і Мейбл — лінійна функція

Увага на НМТ!
Графічний метод дає змогу швидко побачити розв’язок системи, але за графіком його значення іноді визначаються лише приблизно. Тому будь уважним: якщо потрібна точна відповідь, перевір результат алгебраїчно.

9. Скільки розв’язків може мати система?

У системи лінійних рівнянь — три варіанти долі:

  • Один розв’язок — прямі перетнулися в одній точці. 
  • Жодного розв’язку — прямі паралельні й ніяк не зустрінуться. 
  • Безліч розв’язків — прямі збіглися: зустрічаються в кожній своїй точці! 

10. Таблиця, яка розкриває секрет системи

Поглянь на цю таблицю як на математичний детектор. Вона допомагає за коефіцієнтами одразу передбачити, що відбувається з графіками і скільки розв’язків має система. Тут лише три сценарії:

  1. Прямі перетнулися 
    Якщо a1a2≠b1b2\frac{a_1}{a_2} \neq \frac{b_1}{b_2}, графіки мають одну спільну точку → система має єдиний розв’язок.
  2. Прямі паралельні
    Якщо a1a2=b1b2≠c1c2\frac{a_1}{a_2} = \frac{b_1}{b_2} \neq \frac{c_1}{c_2}, спільних точок немає → розв’язків немає.
  3. Прямі збіглися 
    Якщо a1a2=b1b2=c1c2\frac{a_1}{a_2} = \frac{b_1}{b_2} = \frac{c_1}{c_2},графіки мають безліч спільних точок → система має безліч розв’язків.

Лайфхак для НМТ
Запам’ятай просту трійку:
перетнулися → 1 розв’язок
паралельні → 0 розв’язків
збіглися → ∞ розв’язків  

Тобто коефіцієнти в системі — це своєрідний «детектор долі» графіків.

Діппер і Мейбл — лінійна функція

11. Супер-завдання НМТ з параметрами

Діппер і Мейбл — лінійна функція

Розв’язання

Діппер і Мейбл — лінійна функція

 Знайди помилку!
Уважно переглянь розв’язання та графіки. Чи все правильно зображено на координатній площині?
Підказка: Помилки сховалися… Графіки переплутались…Думай:

  • Пряма y = x+a, якщо а=0 проходить через початок координат.
  • Пряма y = x+a, якщо а=1 проходить через точку А(0;1).
  • Пряма y = x+a, якщо а>1 не перетинає коло.

Висновок: графіки побудовано з помилкою, але відповідь правильна. Відповідь: 1.

Справжній математик перевіряє не лише відповідь, а й графіки!

12. Фінальний акорд 

Системи рівнянь на НМТ – це той випадок, коли правильна стратегія часто важливіша за довгі обчислення:

  • Побачили зручні коефіцієнти – додавайте.
  • Побачили просте вираження – підставляйте.
  • Побачили графіки – шукайте точку зустрічі.

А головне – не бійтеся системи. Вона не проти Вас. Вона просто хоче, щоб Ви знайшли її спільне рішення. Підготовка до НМТ з математики з усмішкою – крок за кроком, від завдання до впевненої відповіді! 

Діппер і Мейбл — лінійна функція

Коментарі

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Увійти

Зареєструватися

Скинути пароль

Будь ласка, введіть ваше ім'я користувача або ел. адресу, ви отримаєте лист з посиланням для скидання пароля.