Přejít na hlavní obsah

Řešení systému rovnic: kolik řešení má x^2 + Y^2 = 1, Y = X?

Když se setkáme se systémy rovnic, prvním krokem je vždy pokusit se najít řešení pro každou rovnici jednotlivě a poté zkontrolovat jejich kompatibilitu. V tomto případě máme systém dvou rovnic: x^2 + Y^2 = 1 a Y = X. vezmeme je v úvahu postupně, počínaje rovnicí y = x.

Rovnice y = x udává přímku, která prochází začátkem souřadnic s úhlem sklonu 45 stupňů. Pokud se podíváme na grafické znázornění této rovnice, uvidíme, že protíná kružnici se středem na začátku souřadnic a poloměrem 1 ve dvou bodech: (1, 1) a (-1, -1).

Takže řešením systému rovnic x^2 + Y^2 = 1, u = x budou dva body: (1, 1) a (-1, -1). Splňují obě rovnice systému a jsou jediným řešením.

Rovnice x^2 + Y^2 = 1 a Y = X

Zvažte rovnici x^2 + Y^2 = 1 a také rovnice u = x.

Rovnice u = x je rovnicí přímky procházející začátkem souřadnic se sklonem 45 stupňů.

Rovnice x^2 + Y^2 = 1 je rovnicí kružnice poloměru 1 a středem na začátku souřadnic.

Je třeba vyřešit tento systém rovnic. Nastavíme rovnici přímky u = x do rovnice kružnice x^2 + Y^2 = 1:

Systém rovnic má tedy dvě řešení: (x = √(1/2), y = √(1/2)) a (x = -√(1/2), y = -√(1/2)).

Formulace úkolu

Je třeba vyřešit systém rovnic:

x 2 + y 2 = 1

y = x

Je třeba určit, kolik existuje řešení tohoto systému rovnic.

Analýza úkolu

Tento úkol spočívá v řešení soustavy rovnic složených ze dvou rovnic:

1. Rovnice kružnice: x^2 + y^2 = 1

2. Rovnice přímky: y = x

Je třeba určit, kolik řešení má daný systém a najít hodnoty souřadnic průsečíků kružnice a přímky.

Systém rovnic udává graf kružnice se středem na začátku souřadnic a poloměrem 1, stejně jako přímku procházející začátkem souřadnic a tvořící úhel 45 stupňů s kladným směrem osy OX.

  1. Obvod a přímka se protínají ve dvou bodech: (1, 1) A (-1, -1), protože přímka y = x protíná kružnici v kvadrantech I a III.
  2. Systém rovnic má tedy dvě řešení.

Řešení tohoto systému rovnic lze také získat vložením rovnice přímky do rovnice kružnice:

Souřadnice průsečíků kružnice a přímky jsou tedy stejné: (±√(1/2), ±√(1/2)).

Tabulka s řešeními tohoto systému rovnic:

xy
√(1/2)√(1/2)
-√(1/2)-√(1/2)

Geometrické znázornění rovnice

Systém rovnic x^2 + y^2 = 1 a y = x popisuje mnoho bodů v rovině, které splňují obě rovnice současně. Pro pochopení geometrické reprezentace tohoto systému rovnic lze zvážit grafy funkcí.

První rovnice, x^2 + y^2 = 1, je rovnice kružnice se středem na začátku souřadnic a poloměrem 1. To znamená, že všechny body na tomto kružnici jsou 1 od začátku souřadnic.

Druhá rovnice, y = x, je rovnice přímky, která prochází začátkem souřadnic a tvoří úhel 45 stupňů s kladným směrem osy x.

Zobrazením grafů funkcí v rovině vidíme, že tyto grafy mají dva společné průsečíky: (0,0) a (1,1). Systém rovnic má tedy přesně dvě řešení.

Podmínky řešení

Chcete-li vyřešit systém rovnic x^2 + Y^2 = 1 a Y = X, musíte v první rovnici nastavit hodnotu y místo X:

RovniceNahrazeníVýsledek
x^2 + Y^2 = 1x^2 + (x)^2 = 12x^2 = 1

Výsledná rovnice 2x^2 = 1 má jediné řešení:

Systém rovnic má tedy jediné řešení (x, u) = (√(1/2), √(1/2)) nebo (X, u) = (-√(1/2), -√(1/2)).

Studium grafu rovnice

Pro studium grafu rovnice x^2 + Y^2 = 1, Y = X, je třeba zvážit příslušné souřadnicové osy a body, které splňují tyto rovnice. Protože druhá rovnice je přímka procházející začátkem souřadnic (0, 0) a tvořící úhel 45 stupňů s kladným směrem osy Oh, odpovídá úhlopříčce jednotkového čtverce.

Graf první rovnice x^2 + Y^2 = 1 je obvod poloměru 1 se středem na začátku souřadnic. Tento kružnice obsahuje body ve vzdálenosti 1 od začátku souřadnic a skládá se ze všech možných (x, y), které splňují danou rovnici.

Protože druhá rovnice y = x také prochází začátkem souřadnic a odpovídá úhlopříčce jednotkového čtverce, protíná obvod x^2 + Y^2 = 1 ve dvou bodech, jmenovitě (-1, -1) a (1, 1).

Systém rovnic x^2 + Y^2 = 1, Y = X má tedy dvě řešení: (-1, -1) a (1, 1).

Interpretace číselných hodnot

Systém rovnic sestávající z rovnice x^2 + y^2 = 1 a rovnice y = x má zajímavé číselné hodnoty.

První rovnice je rovnice kružnice se středem na začátku souřadnic a poloměrem 1. Popisuje všechny body v rovině (x, y), které jsou ve vzdálenosti 1 od začátku souřadnic.

Druhá rovnice je lineární rovnice představující přímku, která prochází začátkem souřadnic (0, 0) se sklonem 45 stupňů. Obsahuje všechny body v rovině (x, y), pro které jsou x a y stejné.

Systém rovnic x^2 + y^2 = 1 a y = x má dvě řešení: body (0, 0) a (1, 1). Obě tato řešení představují průsečíky kružnice a přímky.

Tato řešení lze ilustrovat na grafu, kde se obvod a přímka protínají v bodech (0, 0) a (1, 1).

Shrnutí výsledků

V tomto článku jsme se podívali na systém rovnic x^2 + y^2 = 1 a y = x. Substitucí výrazu y = x do první rovnice jsme získali kvadratickou rovnici x^2 + x^2 = 1, která dala jediné řešení x = ±1/√2.

Na základě hodnoty x můžeme také určit hodnoty y, protože y = x. máme tedy dvě řešení systému rovnic: (1/√2, 1/√2) A (-1/√2, -1/√2).

Systém rovnic má tedy přesně dvě řešení, která jsou body na jednotkovém kružnici a leží na přímce y = x.

V tomto článku jsme se zabývali systémem rovnic složeným z rovnice kružnice a čáry. Naším cílem bylo najít množství řešení tohoto systému.

Začali jsme psaním rovnic:

  • Rovnice kružnice: x^2 + y^2 = 1
  • Rovnice čáry: y = x

Systém jsme pak vyřešili tak, že jsme jednu rovnici nahradili druhou. Nahradit y = x do rovnice obvodu,:

Systém má tedy dvě řešení: (x, y) = (√(1/2), √(1/2)) и (x, y) = (-√(1/2), -√(1/2)), где x = y.