Lecția VII.4 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

a)
\( \begin{cases} 2x + y = 5 \\ 2x - y = 7 \end{cases} \) \( (2x + 2x) + (\cancel{y} - \cancel{y}) = 5 + 7 \) \( 4x = 12 \implies x = 3 \) \( 2 \cdot 3 + y = 5 \implies 6 + y = 5 \implies y = -1 \) \( S = \{(3, -1)\} \)
b)
\( \begin{cases} 3x + 4y = 7 \mid \cdot 2 \\ 2x - 5y = 3 \mid \cdot (-3) \end{cases} \implies \begin{cases} 6x + 8y = 14 \\ -6x + 15y = -9 \end{cases} \) \( (\cancel{6x} - \cancel{6x}) + (8y + 15y) = 14 - 9 \) \( 23y = 5 \implies y = \frac{5}{23} \) \( 2x - 5 \cdot \frac{5}{23} = 3 \implies 2x = 3 + \frac{25}{23} = \frac{69 + 25}{23} = \frac{94}{23} \) \( x = \frac{94}{23} : 2 = \frac{\cancel{94}^{47}}{23} \cdot \frac{1}{\cancel{2}_1} = \frac{47}{23} \) \( S = \left\{\left(\frac{47}{23}, \frac{5}{23}\right)\right\} \)

Rezolvare detaliată

Vom rezolva cele două sisteme de ecuații folosind metodele specifice algebrei de clasa a VII-a, respectiv metoda reducerii și metoda substituției.

a) \( \begin{cases} 2x + y = 5 \\ 2x - y = 7 \end{cases} \)

Pasul 1: Aplicarea metodei reducerii

Observăm că necunoscuta \( y \) are coeficienți opuși (\( 1 \) și \( -1 \)). Adunăm cele două ecuații membru cu membru pentru a o elimina: \( (2x + y) + (2x - y) = 5 + 7 \) \( 2x + \cancel{y} + 2x - \cancel{y} = 12 \) \( 4x = 12 \)

Pasul 2: Aflarea valorii lui x

Împărțim egalitatea la 4 pentru a găsi valoarea lui \( x \): \( x = \frac{12}{4} = 3 \)

Pasul 3: Aflarea valorii lui y

Înlocuim \( x = 3 \) în prima ecuație a sistemului pentru a afla \( y \): \( 2(3) + y = 5 \) \( 6 + y = 5 \) \( y = 5 - 6 = -1 \) Soluția sistemului este perechea \( (3, -1) \).

b) \( \begin{cases} 3x + 4y = 7 \\ 2x - 5y = 3 \end{cases} \)

Pasul 1: Pregătirea pentru metoda reducerii

Pentru a elimina necunoscuta \( x \), căutăm cel mai mic multiplu comun al coeficienților lui \( x \) (3 și 2), care este 6. Înmulțim prima ecuație cu 2 și pe a doua cu \( -3 \): \[ \begin{cases} 3x + 4y = 7 \mid \cdot 2 \\ 2x - 5y = 3 \mid \cdot (-3) \end{cases} \implies \begin{cases} 6x + 8y = 14 \\ -6x + 15y = -9 \end{cases} \]

Pasul 2: Reducerea termenilor

Adunăm ecuațiile obținute: \( \cancel{6x} + 8y - \cancel{6x} + 15y = 14 - 9 \) \( 23y = 5 \)

Pasul 3: Aflarea valorii lui y

\( y = \frac{5}{23} \)

Pasul 4: Aflarea valorii lui x prin substituție

Înlocuim \( y \) în a doua ecuație inițială: \( 2x - 5 \cdot \frac{5}{23} = 3 \) \( 2x - \frac{25}{23} = 3 \mid \cdot 23 \) \( 46x - 25 = 69 \) \( 46x = 69 + 25 = 94 \) \( x = \frac{94}{46} = \frac{\cancel{94}^{47}}{\cancel{46}_{23}} = \frac{47}{23} \) Soluția sistemului este perechea \( \left(\frac{47}{23}, \frac{5}{23}\right) \).

Rezolvare scurtă:

a) \( 2x+y+2x-y=5+7 \implies 4x=12 \implies x=3 \); \( 2(3)+y=5 \implies y=-1 \). \( S=\{(3, -1)\} \). b) \( \begin{cases} 6x+8y=14 \\ -6x+15y=-9 \end{cases} \implies 23y=5 \implies y=\frac{5}{23} \); \( 2x=3+\frac{25}{23}=\frac{94}{23} \implies x=\frac{47}{23} \). \( S=\{(\frac{47}{23}, \frac{5}{23})\} \).

Cele mai importante aspecte ale lecției

Ecuația liniară cu două necunoscute: Are forma \( ax + by = c \). Soluția ei este o pereche ordonată \( (x, y) \). Exemplu: \( 2x + y = 5 \) are soluția \( (2, 1) \).
Sistem de ecuații: Reprezintă două ecuații liniare luate împreună. O soluție a sistemului trebuie să verifice ambele ecuații în același timp.
Echivalența: Două ecuații sau sisteme se numesc echivalente dacă au exact aceeași mulțime de soluții. Orice transformare algebrică corectă (adunare, scădere, trecerea termenilor dintr-o parte în alta) menține echivalența.
O ecuație de forma \( ax + by = c \), unde \( a, b, c \) sunt numere reale, \( a \neq 0 \) și \( b \neq 0 \), iar \( x \) și \( y \) sunt necunoscute.
Numerele \( a \) și \( b \) sunt coeficienții necunoscutelor, iar \( c \) este termenul liber.
O soluție a ecuației este o pereche ordonată de numere \( (x_0, y_0) \) care, înlocuită în ecuație, conduce la o egalitate adevărată. Ordinea de scriere a numerelor corespunde ordinii necunoscutelor!
Pentru ecuația \( 4x + 3y = 21 \):
Perechea \( (0, 7) \) este soluție deoarece \( 4 \cdot 0 + 3 \cdot 7 = 21 \).
Perechea \( (7, 0) \) nu este soluție deoarece \( 4 \cdot 7 + 3 \cdot 0 = 28 \neq 21 \).
Exprimați necunoscuta \( y \) în funcție de \( x \) din ecuația \( 5x + 3y = 4 \).
Păstrăm termenul cu \( y \) în membrul stâng și trecem restul în dreapta, cu semn schimbat:
\( 3y = 4 - 5x \)
Împărțim ambii membri la 3:
\( y = \frac{4 - 5x}{3} \)
Un sistem este format din alăturarea a două ecuații liniare cu aceleași două necunoscute.
\[ \begin{cases} a_1x + b_1y = c_1 \\ a_2x + b_2y = c_2 \end{cases} \]
O soluție a sistemului este o pereche ordonată \( (x, y) \) care verifică ambele ecuații în același timp.
Pentru sistemul \( \begin{cases} 3x + y = 50 \\ x + 2y = 40 \end{cases} \):
Perechea \( (12, 14) \) este soluție deoarece verifică prima ecuație \( (3 \cdot 12 + 14 = 36 + 14 = 50) \) și pe a doua \( (12 + 2 \cdot 14 = 12 + 28 = 40) \).
Verificați dacă perechea \( (13, 11) \) este soluție pentru sistemul din exemplul de mai sus.
Verificăm prima ecuație: \( 3 \cdot 13 + 11 = 39 + 11 = 50 \) (Adevărat).
Verificăm a doua ecuație: \( 13 + 2 \cdot 11 = 13 + 22 = 35 \neq 40 \) (Fals).
Răspuns: Deoarece nu verifică a doua ecuație, \( (13, 11) \) nu este soluție a sistemului.
Două ecuații liniare cu două necunoscute (sau două sisteme) se numesc echivalente dacă au exact aceeași mulțime de soluții.
Sistemul \( \begin{cases} \sqrt{2}x = 4 \\ -3\sqrt{2}x + y = 2 \end{cases} \) este echivalent cu sistemul \( \begin{cases} x = 2\sqrt{2} \\ y = 14 \end{cases} \) deoarece ambele admit ca unică soluție perechea \( (2\sqrt{2}, 14) \).
Arătați că ecuația \( x^2 + 3x + 1 = x(x - 2) - 3y + 5 \) este echivalentă cu ecuația liniară \( 5x + 3y = 4 \).
Desfacem parantezele și trecem toți termenii cu necunoscute în membrul stâng, iar termenii liberi în dreapta:
\( x^2 + 3x + 1 = x^2 - 2x - 3y + 5 \)
\( x^2 - x^2 + 3x + 2x + 3y = 5 - 1 \)
\( 5x + 3y = 4 \)
Obținând aceeași formă, ecuațiile admit exact aceleași soluții, deci sunt echivalente.

Probleme de antrenament

Ușoară: Se consideră ecuația \( 2x - 3y = 7 \). Verificați dacă perechea ordonată de numere reale \( (5, 1) \) este soluție a acestei ecuații.
Înlocuim \( x = 5 \) și \( y = 1 \) în ecuația dată:
\( 2 \cdot 5 - 3 \cdot 1 = 10 - 3 = 7 \).
Deoarece am obținut o egalitate adevărată (\( 7 = 7 \)), perechea \( (5, 1) \) este soluție.
Medie: Demonstrați că perechea \( (3, -1) \) este soluție a sistemului de ecuații: \[ \begin{cases} 4x + y = 11 \\ 3x + 5y = 4 \end{cases} \]
Pentru ca o pereche să fie soluție a sistemului, ea trebuie să verifice ambele ecuații.
Verificăm prima ecuație (\( x = 3, y = -1 \)):
\( 4 \cdot 3 + (-1) = 12 - 1 = 11 \) (Adevărat).
Verificăm a doua ecuație:
\( 3 \cdot 3 + 5 \cdot (-1) = 9 - 5 = 4 \) (Adevărat).
Ambele ecuații sunt verificate, așadar perechea \( (3, -1) \) este soluție a sistemului.
Dificilă: Se consideră sistemul de ecuații \( \begin{cases} x + 3y = 7 \\ ax + y = -5 \end{cases} \). Știind că sistemul admite soluția \( (-2, 3) \), aflați valoarea numărului real \( a \).
Dacă \( (-2, 3) \) este soluție a sistemului, înseamnă că perechea verifică ambele ecuații. Prima ecuație este deja verificată (\( -2 + 3 \cdot 3 = 7 \)).
Înlocuim \( x = -2 \) și \( y = 3 \) în a doua ecuație pentru a-l afla pe \( a \):
\( a \cdot (-2) + 3 = -5 \)
\( -2a = -5 - 3 \)
\( -2a = -8 \)
Împărțim la \( -2 \):
\( a = 4 \).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: