Monika i Filip su prijatelji i vole matematičke zagonetke. Kad ih je susjeda upitala koliko imaju braće ili sestara, pogledajte kako su joj odgovorili:
Koliko sestara ima Filip, a koliko Monika? Koliko je djece u Filipovoj, a koliko u Monikinoj obitelji?
Odaberite sustav koji opisuje koliko sestara ima Filip, a koliko Monika, ako je broj Filipovih sestara označen s a broj Monikinih sestara s
Prisjetimo se za koje brojeve kažemo da su suprotni brojevi i koje svojstvo vrijedi za njihov zbroj.
Spojite parove suprotnih brojeva.
|
|
|
|
|
|
|
Pomoć:
Suprotni brojevi su brojevi iste apsolutne vrijednosti, ali različitog predznaka.
Koliki je zbroj suprotnih brojeva?
Pomoć:
Pogledajte još jedanput sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice koji se dobije kad Filipovu i Monikinu rečenicu iz uvoda zapišemo u obliku sustava i spojite parove koeficijenata u tom sustavu.
koeficijenti uz
|
i |
slobodni koeficijenti
|
i |
koeficijenti uz
|
i
|
Pomoć:
Pažljivo pogledajte sustav.
Postupak:
Prisjetite se sustava dviju linearnih jednadžbi koji dobijemo iz Filipove i Monikine rečenice:
Kad bismo sustav rješavali metodom supstitucije, koju bismo nepoznanicu izrazili?
Što primjećujete kod koeficijenata?
Kako bismo jednostavnije riješili ovaj sustav?
Pogledajte u videozapisu kako se može jednostavnije riješiti takav sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice.
Metoda suprotnih koeficijenata je metoda rješavanja sustava dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice koja se koristi svojstvom da je zbroj suprotnih brojeva jednak nuli.
Najjednostavniji primjer metode suprotnih koeficijenata je kad u sustavu dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice uočimo koeficijente uz istu nepoznanicu koji su suprotni brojevi.
Pročitajte koeficijente u sustavu dviju linearnih jednadžbi i spojite parove.
koeficijenti uz
|
i |
koeficijenti uz
|
i
|
slobodni koeficijenti
|
i
|
Pomoć:
Pažljivo pogledajte sustav, koeficijente i njihove predznake.
Primjer 1.
Riješimo metodom suprotnih koeficijenata sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Uočili smo suprotne koeficijente uz nepoznanicu
Kao u videozapisu, možemo zbrojiti jednadžbe
i nakon zbrajanja dobijemo linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom koju lako riješimo
Dobivenu vrijednost nepoznanice
uvrstimo u bilo koju jednadžbu, primjerice u
jer nam se čini jednostavnija.
Rješenje sustava je uređeni par
Uvrstite dobivenu vrijednost nepoznanice
u drugu jednadžbu sustava iz primjera i usporedite rješenja. Uvjerite se da će rješenje sustava biti isto ako dobivenu vrijednost jedne nepoznanice uvrstimo u bilo koju jednadžbu.
Provjerite je li uređeni par
rješenje sustava dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Uvrstimo vrijednosti nepoznanice
i
u prvu jednadžbu.
Zatim iste te vrijednosti uvrstimo u drugu jednadžbu.
Uređeni par je rješenje sustava.
Riješite metodom suprotnih koeficijenata sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Uočimo suprotne koeficijente uz nepoznanicu
i zbrojimo jednadžbe.
Uvrstimo dobivenu vrijednost nepoznanice
u bilo koju jednadžbu.
Rješenje sustava je uređeni par
Riješite metodom suprotnih koeficijenata sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Nakon što riješite sustav, odaberite točno rješenje među ponuđenima.
Pomoć:
Uočite suprotne koeficijente uz nepoznanicu
i zbrojite jednadžbe. Zatim
dobivenu vrijednost nepoznanice
uvrstite u bilo koju jednadžbu i riješite linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom.
Riješite metodom suprotnih koeficijenata sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Pomoć:
Uočite suprotne koeficijente uz nepoznanicu i zbrojite jednadžbe. Zatim dobivenu vrijednost nepoznanice uvrstite u jednu jednadžbu i riješite linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom.
Postupak:
Koeficijenti uz su i
Riješite metodom suprotnih koeficijenata sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Rješenje sustava je uređeni par
Pomoć:
Uočite suprotne koeficijente uz nepoznanicu i zbrojite jednadžbe. Zatim uvrstite dobivenu vrijednost nepoznanice u bilo koju jednadžbu i riješite linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom.
Postupak:
Točno rješenje sustava je uređeni par
Ako u sustavu dviju linearnih jednadžbi ne postoje suprotni koeficijenti uz istu nepoznanicu, promatramo vezu među koeficijentima uz nepoznanice. Ako uočimo da je jedan koeficijent djelitelj drugog koeficijenta uz istu nepoznanicu, možemo jednu jednadžbu pomnožiti nekim brojem tako da dobijemo suprotne koeficijente uz istu nepoznanicu.
Kad svaki član linearne jednadžbe pomnožimo ili podijelimo nekim brojem različitim od nule, dobijemo ekvivalentnu jednadžbu.
Pomoć:
Ekvivalentne jednadžbe su jednadžbe koje imaju isto rješenje.
Pročitajte koeficijente u sustavu dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice
i spojite parove.
koeficijenti uz
|
i |
slobodni koeficijenti
|
i
|
koeficijenti uz
|
i
|
Pomoć:
Pažljivo promotrite sustav i njegove koeficijente i pripazite na predznake.
Primjer 2.
Metodom suprotnih koeficijenata riješite sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Promotrimo koeficijente uz nepoznanice. Vidimo da nema suprotnih koeficijenata ni uz nepoznanicu ni uz nepoznanicu Uočimo da su koeficijenti uz nepoznanicu takvi da je broj djelitelj broja
Pomnožimo prvu jednadžbu s
i dobit ćemo uz nepoznanicu
suprotne koeficijente
i
jer je
Pri množenju trebamo pomnožiti sve koeficijente jednadžbe. Drugu jednadžbu prepišemo:
Dobijemo sustav koji ima suprotne koeficijente uz nepoznanicu
Takav sustav riješimo metodom suprotnih koeficijenata, kao što smo pokazali u prethodnom poglavlju ove jedinice.
Uvrstimo dobivenu vrijednost nepoznanice u prvu jednadžbu prije množenja s ili u drugu jednadžbu, u onu koja nam se čini jednostavnija. Ovdje ćemo uvrstiti u prvu jednadžbu.
Rješenje sustava je uređeni par
Provjerite je li uređeni par
rješenje sustava
Uvrstite vrijednosti nepoznanica i u prvu jednadžbu.
Zatim ih uvrstite u drugu jednadžbu.
Uređeni par je rješenje sustava.
Provjerite je li uređeni par
rješenje sustava
Uvrstimo vrijednosti i iz uređenog para u prvu jednadžbu.
Zatim u drugu jednadžbu.
Uređeni par
je rješenje zadanog sustava dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice.
Ekvivalentni sustavi dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice su sustavi kojima su rješenja jednaki uređeni parovi.
Pročitajte koeficijente u sustavu dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Spojite parove.
koeficijenti uz
|
i
|
slobodni koeficijenti
|
i |
koeficijenti uz
|
i |
Pomoć:
Dobro pogledajte koeficijente jednadžbi i pripazite na predznake.
Uz koju nepoznanicu primjećujete da je
jedan koeficijent djelitelj drugog?
Metodom suprotnih koeficijenata riješite sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice.
Uočimo da je koeficijent
uz nepoznanicu
u drugoj jednadžbi djelitelj koeficijenta
uz nepoznanicu
u prvoj jednadžbi. Pomnožimo drugu jednadžbu s
da bismo dobili suprotne koeficijente uz nepoznanicu
Dobili smo ekvivalentan sustav koji ćemo riješiti metodom suprotnih koeficijenata.
Uvrstimo vrijednost nepoznanice u bilo koju jednadžbu, primjerice drugu.
Rješenje sustava je uređeni par
Riješite metodom suprotnih koeficijenata sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Uočite suprotne slobodne koeficijente. Hoćete li zbrajanjem jednadžbi dobiti jednu jednadžbu s jednom nepoznanicom?
Pomoć:
Ako bismo zbrojili jednadžbe koje imaju suprotne slobodne koeficijente, dobili bismo jednu jednadžbu s dvije nepoznanice i slobodnim koeficijentom
Iz te jednadžbe morali bismo izraziti jednu nepoznanicu i sustav rješavati metodom supstitucije.
Postupak:
Zbrajanjem jednadžbi dobili bismo
a trebamo jednu jednadžbu s jednom nepoznanicom.
Uz koju nepoznanicu uočavate da je jedan koeficijent djelitelj drugog?
Pomoć:
Prvu jednadžbu pomnožite brojem tako da uz nepoznanicu bude broj suprotan broju Pri tome pripazite na predznak jer je koeficijent uz u prvoj jednadžbi broj a ako želite dobiti umnožak koji je pozitivan broj, morate množiti dva negativna broja.
Postupak:
Pri množenju jednadžbe morate pomnožiti sve članove jednadžbe da biste dobili ekvivalentnu jednadžbu.
Koji ste od ponuđenih sustava dviju linearnih jednadžbi dobili množenjem prve jednadžbe?
Uočite suprotne slobodne koeficijente i zbrojite jednadžbe iz sustava
Dobit ćete jednadžbu s dvije nepoznanice i slobodnim koeficijentom Izrazite jednu nepoznanicu iz dobivene jednadžbe i zamijenite nepoznanicu u bilo kojoj jednadžbi zadanog sustava, odnosno riješite sustav metodom supstitucije.
Jeste li dobili isto rješenje kao u prethodnom zadatku, u kojem smo sustav rješavali metodom suprotnih koeficijenata?
Sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice
riješite metodom suprotnih koeficijenata i odaberite uređeni par koji je rješenje sustava.
Pomoć:
Prvu jednadžbu pomnožite s zbrojite jednadžbe i pazite na predznake.
Metodom suprotnih koeficijenata riješite sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Provjerite dobiveno rješenje.
Pomoć:
Drugu jednadžbu pomnožite s
U nekim sustavima ne možemo naći koeficijente uz istu nepoznanicu koji su djelitelji drugog koeficijenta. Tada moramo pomnožiti svaku jednadžbu nekim brojem tako da dobijemo suprotne koeficijente uz jednu nepoznanicu. Imate li ideju kako ćemo to učiniti?
Neka su koeficijenti uz jednu nepoznanicu i Kojim brojem treba pomnožiti broj a kojim brojem broj da se dobiju suprotni brojevi?
Broj možemo pomnožiti brojem | |
Broj možemo pomnožiti brojem |
Pomoć:
Pomnožite brojeve i uočite suprotne umnoške.
Množenjem ste dobili brojeve
i
koji su suprotni brojevi.
Neka su koeficijenti uz odabranu nepoznanicu
i
Kojim brojem možete pomnožiti broj
a kojim broj
da se dobiju suprotni brojevi?
Broj možemo pomnožiti brojem | |
Broj možemo pomnožiti brojem |
Pomoć:
Množenjem trebate dobiti suprotne brojeve.
Umnošci brojeva koje ste dobili su suprotni brojevi i
Prisjetimo se da je broj
najmanji zajednički višekratnik brojeva
i
a broj
je najmanji zajednički višekratnik brojeva
i
Ako u sustavu dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice nemamo suprotne koeficijente uz istu nepoznanicu i ne uočavamo da je jedan koeficijent uz istu nepoznanicu djelitelj drugog, množimo svaku od jednadžbi nekim brojem. Najjednostavnije je naći najmanji zajednički višekratnik odabranih koeficijenata uz istu nepoznanicu. Pomnožimo svaku od jednadžbi tako da nakon množenja dobijemo suprotne koeficijente koji su jednaki najmanjem zajedničkom višekratniku tih koeficijenata. Pri tome treba paziti da im predznaci budu različiti.
Ako vam je nespretno naći najmanji zajednički višekratnik koeficijenata uz odabranu istu nepoznanicu, možete pomnožiti prvu jednadžbu s koeficijentom odabrane nepoznanice iz druge jednadžbe, a drugu jednadžbu s koeficijentom odabrane nepoznanice iz prve jednadžbe, pri tome pazeći da predznaci tako dobivenih koeficijenata budu različiti.
Primjer 3.
Odredimo najmanji zajednički višekratnik koeficijenata uz nepoznanicu u sustavu dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice
pa pomnožimo jednadžbe tako da dobijemo suprotne koeficijente.
Koeficijenti uz nepoznanicu su i
Najmanji zajednički višekratnik brojeva i je Znači da prvu jednadžbu trebamo pomnožiti s jer je a drugu s jer je S obzirom na to da nismo dobili suprotne nego jednake brojeve, moramo jednom od tih brojeva dodati negativni predznak.
Nakon množenja dobijemo sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice.
Provjerite je li uređeni par rješenje sustava
Provjerite je li uređeni par rješenje i sustava
Podijelite se u skupine. Svaka skupina neka pomnoži jednadžbe u sustavu
drugim brojevima, riješite jednadžbe metodom suprotnih koeficijenata i usporedite rješenja.
Naši prijedlozi su:
Pomnožite prvu jednadžbu s
a drugu s
u sustavu dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice,
pa riješite novodobiveni sustav metodom suprotnih koeficijenata.
Pomnožite prvu jednadžbu s a drugu s pa riješite sustav metodom suprotnih koeficijenata.
Pomnožite prvu jednadžbu sa a drugu s pa riješite sustav.
Smislite još brojeva s kojima biste mogli pomnožiti jednadžbe zadanog sustava da dobijete suprotne koeficijente.
Jesu li svi sustavi ekvivalentni?
Ako jednu jednadžbu ili obje jednadžbe u sustavu dviju linearnih jednadžbi pomnožimo nekim brojevima (različitim od ), rješenje zadanog i novodobivenog sustava bit će jednaki uređeni parovi, odnosno sustavi će biti ekvivalentni.
Metodom suprotnih koeficijenata riješite sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Nemamo suprotne koeficijente uz istu nepoznanicu, niti je neki koeficijent djelitelj drugog, pa moramo množiti obje jednadžbe.
Odabrat ćemo koeficijente uz nepoznanicu
Ako želite, odaberite koeficijente uz nepoznanicu
pa na kraju usporedite rješenja.
Najmanji zajednički višekratnik brojeva
i
je
i brojevi su istog predznaka, pa ćemo prvu jednadžbu pomnožiti s
a drugu s
Ako želite, možete prvu jednadžbu pomnožiti s
a drugu s
pa na kraju usporedite rješenja.
Možete jednadžbe pomnožiti i primjerice prvu s
a drugu s
pa na kraju usporedite rješenja.
Ako budete dobro radili, u svim slučajevima rješenja će biti jednaka.
Rješenje sustava je uređeni par
Riješite metodom suprotnih koeficijenata sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Najprije riješite sustav pa odaberite točno rješenje među ponuđenima.
Pomoć:
Uočite zajednički djelitelj u jednadžbama pa obje jednadžbe podijelite brojevima tako da pojednostavnite koeficijente. Uočite da ćete dobiti suprotne koeficijente uz jednu nepoznanicu.
Postupak:
Primjerice, prvu podijelite s a drugu s
Metodom suprotnih koeficijenata riješite sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Provjerite dobiveno rješenje.
Pomoć:
Pomnožite obje jednadžbe brojevima tako da dobijete suprotne koeficijente uz jednu nepoznanicu.
Postupak:
Pomnožite primjerice prvu jednadžbu s
a drugu s
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.
Metodom suprotnih koeficijenata riješite sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Pomnožimo obje jednadžbe tako da dobijemo suprotne koeficijente i riješimo sustav.
Dobili smo neistinitu jednakost, što znači da sustav nema rješenja. Ne postoji ni jedan uređeni par koji je rješenje ovog sustava dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice.
Ako sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice nema rješenja, kažemo da je to nemoguć sustav.
Pogledajte koeficijente nemogućeg sustava
Izračunajte omjer koeficijenata prve i druge jednadžbe uz nepoznanicu
Pomoć:
Omjer koeficijenata iz redom prve i druge jednadžbe napišite u obliku razlomka i skratite ga do kraja.
Izračunajte omjer koeficijenata iz prve i druge jednadžbe uz nepoznanicu
Pomoć:
Omjer koeficijenata redom iz prve i druge jednadžbe napišite u obliku razlomka i skratite ga do kraja.
Izračunajte omjer slobodnih koeficijenata iz prve i druge jednadžbe.
Pomoć:
Omjer koeficijenata redom iz prve i druge jednadžbe napišite u obliku razlomka i skratite ga do kraja.
Kod nemogućeg sustava omjeri koeficijenata uz nepoznanice su jednaki, ali nisu jednaki omjeru slobodnih koeficijenata.
Riješite metodom suprotnih koeficijenata sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Pomnožimo obje jednadžbe tako da dobijemo suprotne koeficijente i riješimo sustav
Dobili smo istinitu jednakost, što znači da je svaki uređeni par koji je rješenje jedne jednadžbe ujedno i rješenje druge jednadžbe, a takvih uređenih parova ima beskonačno mnogo. Kažemo da sustav ima beskonačno mnogo rješenja.
Sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice koji ima beskonačno mnogo rješenja nazivamo neodređeni sustav.
Pogledajte koeficijente neodređenog sustava
Izračunajte omjer koeficijenata prve i druge jednadžbe uz nepoznanicu
Pomoć:
Omjer zapišite u obliku razlomka i skratite ga do kraja.
Izračunajte omjer koeficijenata prve i druge jednadžbe uz nepoznanicu
Pomoć:
Omjer zapišite u obliku razlomka i skratite ga do kraja.
Izračunajte omjer slobodnih koeficijenata prve i druge jednadžbe.
Pomoć:
Omjer napišite u obliku razlomka i skratite ga do kraja.
Kod neodređenog sustava omjeri koeficijenata uz nepoznanice su jednaki i jednaki su omjeru slobodnih koeficijenata.
Podijelite se u parove.
Najprije pronađite neki uređeni par koji je rješenje prve jednadžbe
Usporedite svoja rješenja s rješenjima drugih parova.
Imate li svi jednake uređene parove koji su rješenje sustava? Ima li ih beskonačno mnogo?
Možda će vam se metoda suprotnih koeficijenata učiniti jednostavnijom od metode supstitucije. U zadacima se koristimo raznim metodama rješavanja, tražeći najbrži i najlakši put do rješenja. U kutku za znatiželjne spominjemo nemoguć i neodređen sustav, ali možete svi pogledati kakva su rješenja takvih sustava.
Na kraju procijenite jeste li naučili rješavati sustave dviju linearnih jednadžbi metodom suprotnih koeficijenata.
Metoda suprotnih koeficijenata je metoda rješavanja sustava dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice koja se koristi svojstvom da je zbroj suprotnih brojeva jednak nuli.
Kad je metoda suprotnih koeficijenata pogodna za rješavanje sustava dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice?
Metodom suprotnih koeficijenata riješite sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Odaberite točno rješenje.
Pomoć:
Uočite suprotne koeficijente, zbrojite jednadžbe i riješite dobivenu linearnu jednadžbu s jednom nepoznanicom. Zatim uvrstite dobiveno rješenje u bilo koju jednadžbu i konačno rješenje zapišite u obliku uređenog para.
Sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice
riješite metodom suprotnih koeficijenata.
Dobiveno rješenje je uređeni par
Pomoć:
Primjerice, prvu jednadžbu pomnožite s dobit ćete suprotne koeficijente i zatim riješite sustav.
Metodom suprotnih koeficijenata riješite sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice:
Rješenje sustava je uređeni par (
Pomoć:
Primjerice, pomnožite drugu jednadžbu s i riješite sustav metodom suprotnih koeficijenata.
Pomoć:
Pomnožite svaku jednadžbu nekim brojem tako da dobijete suprotne koeficijente uz istu nepoznanicu. Zatim riješite sustav metodom suprotnih koeficijenata.
Postupak:
Primjerice, pomnožite prvu jednadžbu s
a drugu s