Koliko stoji jedna kifla?
Zapišimo rečenicu
"
jogurta i
kifle stoje
" matematički kao linearnu jednadžbu s dvije nepoznanice. S
označimo cijenu
čašice jogurta, a s
cijenu
kifle.
Odaberite točnu jednadžbu.
S obzirom na to da znamo cijenu jedne čašice jogurta,
možemo uvrstiti, odnosno zamijeniti nepoznanicu
u prvoj jednadžbi brojem
Kad zamijenimo vrijednost nepoznanice brojem u prvoj jednadžbi, dobit ćemo jednostavniju jednadžbu
Pomoć:
Postupak:
Dobili smo linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom
Pomoć:
Substitution na engleskom jeziku znači zamjena.
Metoda supstitucije ili zamjene način je rješavanja sustava dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice u kojem jednu nepoznanicu zamjenjujemo nekim brojem ili izrazom i tako dobijemo linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom.
Najjednostavniji primjer metode supstitucije je kad jednu nepoznanicu možemo zamijeniti brojem i tako dobijemo linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom, kako smo pokazali u primjeru s cijenom jogurta i kifle.
Primjer 1.
Riješimo sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice.
Iz druge jednadžbe možemo odmah iščitati rješenje nepoznanice
Uvrstimo u prvu jednadžbu i dobijemo linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom koju znamo riješiti.
Rješenje sustava pišemo u obliku uređenog para
Rješenje sustava je uređeni par
Provjerite je li uređeni par
rješenje sustava.
Uvrstimo i iz uređenog para u prvu jednadžbu:
Ovdje ne treba uvrštavati u drugu jednadžbu jer u njoj piše da je
Uređeni par je rješenje sustava.
Riješite sustave metodom supstitucije i spojite parove.
|
|
|
|
|
|
|
|
Pomoć:
Jedna jednadžba odmah daje rješenje. Zamijenite nepoznanicu tim rješenjem u drugoj jednadžbi s dvije nepoznanice.
Riješite sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice metodom supstitucije.
U prvoj jednadžbi zamijenimo nepoznanicu brojem i dobijemo linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom:
Rješenje sustava je
Kad ni jednu nepoznanicu ne možemo zamijeniti brojem, gledamo koeficijente uz nepoznanice. Uočite u sljedećim primjerima i zadacima koeficijent
uz nepoznanicu. Zbog svojstva množenja nekog broja s
koeficijent
se ne mora pisati.
Primjer 2.
Riješimo sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice metodom supstitucije.
Detaljan postupak rješavanja sustava metodom supstitucije pogledajte u animaciji.
Dijelove matematičkih izraza koji su odvojeni znakom ili znakom nazivamo članovi matematičkog izraza.
Jednočlani matematički izraz nazivamo monom.
Dvočlani matematički izraz nazivamo binom.
Tročlani matematički izraz nazivamo trinom.
Sve matematičke izraze s više od tri člana nazivamo polinom.
Primjerice, izraz
je monom, izraz
je binom, izraz
je trinom, a izraz
je polinom.
Provjerite je li uređeni par
rješenje sustava.
Uvrstimo i iz uređenog para u prvu jednadžbu.
Uređeni par je rješenje prve jednadžbe.
Uvrstimo i iz uređenog para u drugu jednadžbu.
Uređeni par je rješenje sustava dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice.
Metodom supstitucije riješite sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice.
Uočimo koeficijent uz nepoznanicu u prvoj jednadžbi pa izrazimo taj iz prve jednadžbe.
(radi preglednosti možemo podvući sustav ravnom crtom).
Zamijenimo nepoznanicu u drugoj jednadžbi binomom
Zamijenimo nepoznanicu brojem u izrazu i dobijemo
Rješenje sustava je uređeni par
Ako želite, provjerite rješenje sustava.
Metodom supstitucije riješite sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice i odaberite točan odgovor.
Pomoć:
Izrazite iz prve jednadžbe kao i zamijenite nepoznanicu u drugoj jednadžbi s
Metodom supstitucije riješite sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice.
Uočimo da na tri mjesta imamo koeficijent pa možemo birati koju nepoznanicu ćemo izraziti. Koju god nepoznanicu izrazili, rješenje mora biti isto. Mi ćemo ovdje izraziti iz druge jednadžbe. Vi pokušajte riješiti sustav tako da izrazite jednu od preostalih nepoznanica s koeficijentom , kako vam predlažemo u projektnom zadatku, i uvjerite se da će rješenje biti isto.
Rješenje sustava je uređeni par
Organizirajte se u parove. Jedan učenik u paru neka riješi sustav iz prethodnog zadatka tako da izrazi nepoznanicu iz prve jednadžbe, a drugi učenik neka riješi sustav tako da izrazi nepoznanicu iz prve jednadžbe.
Uočite da se u sva tri slučaja dobije isto rješenje zadanog sustava dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice.
Ne mora uvijek biti neki koeficijent uz nepoznanicu broj Pogledajmo kako se metodom supstitucije rješava sustav kojemu nije ni jedan koeficijent uz nepoznanicu broj ali je jedan koeficijent ili više koeficijenata broj
Primjer 3.
Riješimo metodom supstitucije sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice
U drugoj jednadžbi uočimo koeficijent uz nepoznanicu Odabrat ćemo tu nepoznanicu za supstituciju.
Izrazili smo iz druge jednadžbe, ali nama za zamjenu nepoznanice u prvoj jednadžbi treba biti samo s lijeve strane izraza, pa ćemo lijevu i desnu stranu izraza podijeliti s
Sada možemo zamijeniti nepoznanicu u prvoj jednadžbi izrazom i riješiti dobivenu linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom.
Rješenje uvrstimo u dobiveni izraz
Rješenje sustava je uređeni par
Provjerite je li uređeni par rješenje sustava.
Metodom supstitucije riješite sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice i odaberite točno rješenje.
Pomoć:
Izrazite iz prve jednadžbe
i pomnožite lijevu i desnu stranu s
te zamijenite nepoznanicu
u drugoj jednadžbi za dobiveni izraz.
Metodom supstitucije riješite sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice.
Pomoć:
Izrazite iz druge jednadžbe pomnožite s i zamijenite nepoznanicu u prvoj jednadžbi dobivenim izrazom.
Postupak:
Nakon zamjene dobije se linearna jednadžba s jednom nepoznanicom
koju treba riješiti.
U nekim jednadžbama postoji zajednički djelitelj svih koeficijenata pa si, ako to uočimo, možemo olakšati rješavanje jednadžbe tako da cijelu jednadžbu podijelimo tim djeliteljem.
Ako je taj zajednički djelitelj koeficijent uz jednu nepoznanicu u sustavu dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice, dobijemo sustav u kojem imamo jedan koeficijent pa ga možemo riješiti metodom supstitucije na već opisani način.
Prisjetimo se da svaku jednadžbu možemo podijeliti ili pomnožiti nekim brojem različitim od nule, a da pri tome rješenje jednadžbe ostane isto. Za jednadžbe koje pritom dobijemo kažemo da su ekvivalentne.
Primjer 4.
Riješimo sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Uočimo zajednički djelitelj u prvoj jednadžbi i podijelimo lijevu i desnu stranu jednadžbe s
Izrazimo iz te jednadžbe nepoznanicu
supstituirajmo je u drugu jednadžbu i riješimo
Uvrstimo u dobiveni izraz
Rješenje sustava je uređeni par
Provjerite je li uređeni par rješenje sustava
Uređeni par je rješenje sustava.
Riješite sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice
Zajedničkog djelitelja svih koeficijenata uočavamo u jednadžbi.
Pomoć:
Uočite koeficijente i
Cijelu jednadžbu podijelimo brojem
Nova jednadžba glasi
Pomoć:
Izrazite
iz novodobivene jednadžbe i zamijenite s
u prvoj jednadžbi.
Postupak:
Nakon supstitucije treba riješiti linearnu jednadžbu
Riješite metodom supstitucije sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice
Provjerite dobiveno rješenje.
Pomoć:
Uočimo zajednički djelitelj koeficijenata u prvoj jednadžbi, podijelimo cijelu jednadžbu s
zatim izrazimo
iz te jednadžbe.
Koeficijenti sustava dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice ne moraju biti uvijek ili a ne moraju ni imati zajedničkog djelitelja. Pogledajmo kako ćemo metodom supstitucije riješiti sustav s takvim koeficijentima.
Primjer 5.
Riješimo metodom supstitucije sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice koji ste pokušali riješiti "pogađanjem" u prethodnoj jedinici.
U zadanom sustavu ne uočavamo ni jedan od spomenutih koeficijenata u prethodnim primjerima, pa možemo odabrati nepoznanicu čiji nam se koeficijent čini najjednostavniji za dijeljenje. Primjerice, odabrat ćemo iz prve jednadžbe nepoznanicu
U prvom koraku ostavimo na lijevoj strani jednakosti, a prebacimo na desnu stranu.
zatim podijelimo cijelu jednadžbu s da bi na lijevoj strani ostao samo
Zamijenimo nepoznanicu u drugoj jednadžbi za dobiveni izraz i dobijemo linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom koju znamo riješiti.
Uvrstimo u izraz
Rješenje sustava je uređeni par
Provjerite je li uređeni par
rješenje sustava
dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice
Uređeni par je rješanje sustava.
Riješite metodom supstitucije sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Provjerite dobiveno rješenje.
Izrazite nepoznanicu
iz prve jednadžbe. Poredajte korake postupka prema redoslijedu.
Pomoć:
Pri dijeljenju pripazite na predznake. Ako se ne može skratiti, količnike pišemo u obliku razlomka.
Nakon supstitucije nepoznanice
dobivenim izrazom, dobijemo linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom
Pomoć:
U drugoj jednadžbi umjesto napišemo dobiveni izraz, a sve ostalo prepišemo.
Riješite dobivenu linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom
Poredajte korake postupka prema redoslijedu.
Pomoć:
Pri množenju razlomke skraćujemo. Kad mijenjamo stranu, mijenjamo predznak.
Postupak:
Dobiveno rješenje nepoznanice
uvrstimo u izraz
Izračunajte vrijednost nepoznanice
Poredajte korake postupka prema redoslijedu.
Pomoć:
Razlomci jednakih nazivnika zbrajaju se tako da nazivnik prepišemo, a brojnike zbrojimo, razlomak na kraju skratimo do neskrativog razlomka.
U bilježnici izrazite preostale nepoznanice i iz sustava dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice iz prethodnog zadatka. Svaki put riješite sustav metodom supstitucije. Ako dobro radite, u svim slučajevima dobit ćete isto rješenje.
Riješite metodom supstitucije sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Provjerite dobiveno rješenje.
Pomoć:
Izrazite primjerice iz druge jednadžbe i zamijenite u prvoj za nepoznanicu
Postupak:
Riješite metodom supstitucije sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice
Pomoć:
Postupak:
Linearna jednadžba koju smo dobili nakon supstitucije je
Primjer 6.
Riješimo metodom supstitucije sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice
Uočimo u drugoj jednadžbi slobodni koeficijent U tom slučaju izabrat ćemo nepoznanicu iz takve jednadžbe. Izaberimo primjerice nepoznanicu iz druge jednadžbe za supstituciju.
Zamijenimo u prvoj jednadžbi dobivenim izrazom i riješimo linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom.
Uvrstimo u dobiveni izraz
Uređeni par je rješenje sustava.
Riješite metodom supstitucije sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice
Nakon rješavanja sustava, odaberite točno rješenje.
Pomoć:
U uređenom paru na mjesto prvog člana pišemo vrijednost nepoznanice
a na mjesto drugog člana vrijednost nepoznanice
.
Postupak:
Predlažemo izraziti nepoznanicu iz prve jednadžbe.
Na stranicama prikazanih kvadratića napisani su zadatci i rješenja. Kvadratiće premještajte mišem i složite ih tako da spojite odgovarajući zadatak s odgovarajućim rješenjem. Klikom na kvadratić s označenim upitnikom interakcija postavlja odgovarajući kvadratić u srednje polje kako bi slaganje bilo olakšano. Klikom na gumb s kvačicom provjerite jeste li kvadratiće stavili na točna mjesta. Ako jeste, u kvadratiću će se pojaviti kvačica. Kvadratiće možete i rotirati lijevom i desnom strelicom u gornjim kutovima kvadratića. Na rubovima će vam ostati zadatci ili rješenja koji se ne mogu spojiti.
Primjer 7.
Riješimo sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice tako da uočimo jednake koeficijente uz istu nepoznanicu u obje jednadžbe.
Izrazimo
iz obje jednadžbe.
Ako su lijeve strane nekih jednakosti jednake, moraju biti jednake i njihove desne strane. Ovdje vidimo da su lijeve strane obje jednake
pa možemo izjednačiti njihove desne strane.
Dobili smo linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom koju znamo riješiti.
Uvrstimo u bilo koji od izraza dobivenih za
primjerice prvi.
Rješenje sustava je uređeni par
Ova metoda rješavanja sustava dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice, kad uočimo
jednake koeficijente uz istu nepoznanicu u obje jednadžbe, naziva se metoda komparacije (usporedbe).
Ako nemamo jednake koeficijente uz iste nepoznanice, katkad je dobro izraziti iz obiju jednadžbi istu nepoznanicu, pa izjednačiti dobivene izraze.
Rješavanje navedenom metodom je praktično u geometrijskim zadacima i u zadacima u kojima unaprijed imamo izražene neke jednake veličine s lijeve strane, pa samo izjednačimo njihove desne strane.
Uočite jednake koeficijente uz iste nepoznanice u obje jednadžbe sustava dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice pa riješite sustav metodom komparacije. Provjerite dobiveno rješenje.
Pomoć:
Izrazite iz obje jednadžbe i zatim izjednačite njihove desne strane.
Postupak:
Metodom supstitucije može se riješiti svaki sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice. Kad uočimo da je koeficijent uz neku nepoznanicu
ili
ili ako uočimo da koeficijenti u jednoj jednadžbi imaju zajednički djelitelj, metoda supstitucije je veoma pogodna za rješavanje.
U kutku za znatiželjne pokazali smo kad je pogodno primijeniti metodu komparacije, koja je vrlo slična metodi supstitucije. U idućoj jedinici naučit ćete još jednu metodu rješavanja sustava.
Prije toga ponovite što ste naučili u ovoj jedinici kratkom procjenom znanja.
Metoda supstitucije je način rješavanja
Pomoć:
Pažljivo pročitajte rečenicu.
Kad je metoda supstitucije posebno pogodna za rješavanje sustava dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice?
Zadan je sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Poredajte korake rješavanja sustava metodom supstitucije tako da dobijete vrijednost nepoznanice
Pomoć:
Zamijenite nepoznanicu brojem u prvoj jednadžbi i riješite dobivenu linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom
Riješite metodom supstitucije sustav dviju linearnih jednadžbi:
Odaberite točno rješenje.
Pomoć:
Iz druge jednadžbe izrazite
i zamijenite nepoznanicu
u prvoj jednadžbi tim izrazom.
Postupak:
Pomoć:
Drugu jednadžbu podijelite zajedničkim djeliteljem i izrazite iz te jednadžbe. Zatim ga zamijenite s u prvoj jednadžbi.
Postupak:
Metodom supstitucije riješite sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Rješenje sustava je uređeni par ( . ).
Dobiveno rješenje provjerite.
Pomoć:
Predlažemo da iz prve jednadžbe izrazite nepoznanicu
Postupak: