Κεφ. 3 - Συστήματα γραμμικών εξισώσεων›3.2 Η έννοια του γραμμικού συστήματος και η γραφική επίλυσή του
📖Θεωρία
Αναλυτική εξήγηση των εννοιών της παραγράφου
Γ΄ Γυμνασίου · Κεφ. 3 - Συστήματα γραμμικών εξισώσεων
§3.2 Γραμμικό σύστημα 2×2 — γραφική επίλυση
🔀Σύστημα δύο εξισώσεων
- •Γραμμικό σύστημα: . Λύση είναι ζεύγος (x, ) που επαληθεύει και τις δύο εξισώσεις ταυτόχρονα.
✏️Γραφική επίλυση
- •Σχεδιάζουμε στο ίδιο σύστημα αξόνων τις δύο ευθείες. Το σημείο τομής είναι η μοναδική λύση του συστήματος.
- •Διερεύνηση από τη γραφική:
- •Παράλληλες ευθείες (ίδια κλίση, διαφορετικό σταθερό όρο): καμία τομή ⇒ σύστημα αδύνατο.
- •Συμπίπτουσες ευθείες (η μία πολλαπλάσιο της άλλης): άπειρα κοινά σημεία ⇒ άπειρες λύσεις (αόριστο).
🎯Θέμα Α — έλεγχος θεωρίας
1Σωστό / Λάθος
Λύση γραμμικού συστήματος είναι ζεύγος που επαληθεύει και τις δύο εξισώσεις.
2Σωστό / Λάθος
Αν οι δύο ευθείες ενός συστήματος είναι παράλληλες, το σύστημα έχει μοναδική λύση.
3Σωστό / Λάθος
Γραφικά, η λύση του συστήματος είναι το σημείο τομής των δύο ευθειών.
4Πολλαπλής επιλογής
Σε ποιο σημείο τέμνονται οι ευθείες του ;
5Πολλαπλής επιλογής
Πόσες λύσεις έχει ένα σύστημα όταν οι δύο ευθείες συμπίπτουν;
6Πολλαπλής επιλογής
Το σύστημα είναι:
7Πολλαπλής επιλογής
Το σύστημα έχει:
8Πολλαπλής επιλογής
Δύο ευθείες με ίδια κλίση και διαφορετικό σταθερό όρο είναι:
💡Λυμένες ασκήσεις βήμα-βήμα
Δες πώς εφαρμόζεται η θεωρία — κάθε βήμα δείχνει την έννοια που χρησιμοποιείται.
- 1Εύκολοgg-sys-e2Να εξετάσεις αν κάποιο από τα ζεύγη (1, 4) και (5, 0) είναι λύση του συστήματος και . Αν κανένα δεν είναι, να βρεις τη λύση δοκιμάζοντας με τη σειρά τα ζεύγη ακεραίων που επαληθεύουν την πρώτη εξίσωση, δηλαδή τα (0, 5), (1, 4), (2, 3), (3, 2), (4, 1) και (5, 0).Λύση βήμα-βήμα
- 1Δοκιμάζουμε κάθε ζεύγος και στις ΔΥΟ εξισώσεις.
- 2Το ζεύγος (1, 4) δίνει στην πρώτη , σωστό.
- 3Στη δεύτερη όμως δίνει .
- 4Χρειαζόταν 7, άρα απορρίπτεται.
- 5Το ζεύγος (5, 0) δίνει στην πρώτη , σωστό.
- 6Στη δεύτερη δίνει .
- 7Χρειαζόταν πάλι 7, άρα απορρίπτεται και αυτό.
- 8Κανένα λοιπόν από τα δύο δεν είναι λύση, παρόλο που και τα δύο επαληθεύουν την πρώτη εξίσωση.
- 9Γραφικά αυτό σημαίνει ότι βρίσκονται πάνω στην πρώτη ευθεία αλλά όχι πάνω στη δεύτερη.
- 10Δοκιμάζουμε τώρα με τη σειρά όλα τα ζεύγη της λίστας στη δεύτερη εξίσωση.
- 11Το (0, 5) δίνει .
- 12Το (1, 4) δίνει −1.
- 13Το (2, 3) δίνει .
- 14Το (3, 2) δίνει .
- 15Αυτό ακριβώς είναι το ζητούμενο.
- 16Το (4, 1) δίνει .
- 17Το (5, 0) δίνει 15.
- 18Άρα η λύση του συστήματος είναι το ζεύγος (3, 2), δηλαδή το μοναδικό σημείο της πρώτης ευθείας που ανήκει και στη δεύτερη.
- 19Πρόσεξε ότι τα αποτελέσματα μεγαλώνουν σταθερά καθώς προχωράμε στη λίστα, οπότε δεν υπάρχει δεύτερο ζεύγος που να δίνει 7.
- 1
- 2Μεσαίοgg-sys-m2Να κατατάξεις τα τρία συστήματα ως προς το πλήθος των λύσεών τους. Πρώτο: και . Δεύτερο: και . Τρίτο: και .Λύση βήμα-βήμα
- 1Στο πρώτο σύστημα πολλαπλασιάζουμε την πρώτη εξίσωση με 2 και παίρνουμε , δηλαδή ακριβώς τη δεύτερη.
- 2Οι δύο ευθείες συμπίπτουν, άρα το σύστημα έχει άπειρες λύσεις και είναι αόριστο.
- 3Στο δεύτερο σύστημα ο ίδιος πολλαπλασιασμός δίνει .
- 4Η δεύτερη εξίσωση όμως απαιτεί η ίδια παράσταση να ισούται με 18.
- 5Οι δύο ευθείες έχουν την ίδια κλίση αλλά διαφορετικό σταθερό όρο, άρα είναι παράλληλες και το σύστημα είναι αδύνατο.
- 6Στο τρίτο σύστημα οι συντελεστές δεν είναι ανάλογοι, γιατί το 4 είναι διπλάσιο του 2 αλλά το 1 δεν είναι διπλάσιο του −3.
- 7Οι ευθείες τέμνονται, οπότε υπάρχει μία μόνο λύση.
- 8Τη βρίσκουμε: από την πρώτη εξίσωση προκύπτει , δηλαδή .
- 9Αντικαθιστούμε στη δεύτερη και έχουμε .
- 10Πολλαπλασιάζουμε όλα τα μέλη με 3 και παίρνουμε , δηλαδή , οπότε .
- 11Τότε .
- 12Η μοναδική λύση είναι το ζεύγος (3, 0).
- 13Ο τρόπος με τον οποίο τη βρήκαμε, με αντικατάσταση, διδάσκεται αναλυτικά στην επόμενη παράγραφο.
- 1
- 3Εύκολοgg-sys-e4Να προσδιορίσεις το πλήθος των λύσεων του συστήματος και .Λύση βήμα-βήμα
- 1Παρατηρούμε τη σχέση των δύο εξισώσεων.
- 2Αν πολλαπλασιάσουμε και τα δύο μέλη της πρώτης με 3, παίρνουμε , δηλαδή ακριβώς τη δεύτερη εξίσωση.
- 3Οι δύο εξισώσεις είναι λοιπόν ισοδύναμες: κάθε ζεύγος που επαληθεύει τη μία επαληθεύει και την άλλη.
- 4Γραφικά οι δύο ευθείες συμπίπτουν, οπότε έχουν άπειρα κοινά σημεία.
- 5Άρα το σύστημα έχει άπειρες λύσεις και λέγεται αόριστο.
- 6Για παράδειγμα, τα ζεύγη (0, 5), (1, 3) και (2, 1) είναι όλα λύσεις του.
- 1
- 4Μεσαίοgg-sys-m3Να λύσεις τα δύο παρακάτω συστήματα, αξιοποιώντας ότι σε καθένα η μία εξίσωση δίνει κατευθείαν τον έναν άγνωστο. α) μαζί με . β) μαζί με .Λύση βήμα-βήμα
- 1Στο ερώτημα α) η εξίσωση παριστάνει κατακόρυφη ευθεία: όλα τα σημεία της έχουν πρώτη συντεταγμένη 5, όποια και αν είναι η δεύτερη.
- 2Επειδή το κοινό σημείο ανήκει και σε αυτήν, γνωρίζουμε ήδη ότι .
- 3Αντικαθιστούμε στην άλλη εξίσωση και έχουμε , δηλαδή .
- 4Μεταφέρουμε το 10 στο δεύτερο μέλος: .
- 5Άρα και η λύση είναι το ζεύγος (5, 4).
- 6Στο ερώτημα β) η εξίσωση παριστάνει οριζόντια ευθεία, άρα το κοινό σημείο έχει δεύτερη συντεταγμένη −3.
- 7Αντικαθιστούμε στην άλλη εξίσωση και έχουμε , δηλαδή .
- 8Μεταφέρουμε το −15 στο δεύτερο μέλος: .
- 9Άρα και η λύση είναι το ζεύγος (6, −3).
- 10Κράτα τον κανόνα: όταν η μία εξίσωση δίνει κατευθείαν τον έναν άγνωστο, η δουλειά είναι εύκολη, γιατί η μία από τις δύο ευθείες είναι οριζόντια ή κατακόρυφη και μας δίνει έτοιμη τη μία συντεταγμένη του κοινού σημείου.
- 1
- 5Εύκολοgg-sys-e3Χωρίς να κάνεις σχήμα, να εξηγήσεις γιατί το σύστημα και είναι αδύνατο.Λύση βήμα-βήμα
- 1Οι δύο εξισώσεις έχουν ΑΚΡΙΒΩΣ το ίδιο πρώτο μέλος, την παράσταση .
- 2Η πρώτη απαιτεί η παράσταση αυτή να ισούται με 4 και η δεύτερη να ισούται με 7.
- 3Δεν υπάρχει ζεύγος αριθμών για το οποίο η ίδια παράσταση να δίνει ταυτόχρονα δύο διαφορετικές τιμές.
- 4Άρα το σύστημα δεν έχει καμία λύση και λέγεται αδύνατο.
- 5Γραφικά, οι δύο ευθείες έχουν την ίδια κλίση αλλά διαφορετικό σταθερό όρο, οπότε είναι παράλληλες και δεν τέμνονται πουθενά.
- 1
- 6Μεσαίοgg-sys-m4Σε μια σχολική παράσταση πουλήθηκαν συνολικά 100 εισιτήρια και εισπράχθηκαν 600 ευρώ. Το εισιτήριο μαθητή κοστίζει 4 ευρώ και το εισιτήριο ενήλικα 9 ευρώ. Να γράψεις το σύστημα που περιγράφει το πρόβλημα και να βρεις πόσα εισιτήρια πουλήθηκαν από κάθε είδος.Λύση βήμα-βήμα
- 1Ονομάζουμε το πλήθος των μαθητικών εισιτηρίων και το πλήθος των εισιτηρίων ενηλίκων.
- 2Το πρόβλημα μάς δίνει δύο πληροφορίες, οπότε γράφουμε δύο εξισώσεις.
- 3Η πρώτη βγαίνει από το συνολικό πλήθος των εισιτηρίων: .
- 4Η δεύτερη βγαίνει από τη συνολική είσπραξη, αφού κάθε μαθητικό εισιτήριο φέρνει 4 ευρώ και κάθε εισιτήριο ενήλικα 9 ευρώ: .
- 5Αυτό ακριβώς είναι το σύστημα του προβλήματος.
- 6Το λύνουμε ως εξής.
- 7Από την πρώτη εξίσωση βρίσκουμε .
- 8Αντικαθιστούμε στη δεύτερη και παίρνουμε .
- 9Κάνουμε τις πράξεις: , οπότε .
- 10Άρα .
- 11Τότε .
- 12Πουλήθηκαν λοιπόν 60 μαθητικά εισιτήρια και 40 εισιτήρια ενηλίκων.
- 13Επαλήθευση: και .
- 14Γραφικά, οι δύο εξισώσεις παριστάνουν δύο ευθείες που τέμνονται στο σημείο (60, 40): εκεί ικανοποιούνται ταυτόχρονα και το πλήθος και η είσπραξη.
- 15Τη μέθοδο της αντικατάστασης, με την οποία λύσαμε εδώ το σύστημα, θα τη μάθεις αναλυτικά στην επόμενη παράγραφο.
- 16Σε αυτή την παράγραφο το ζητούμενο είναι κυρίως να ΣΤΗΣΕΙΣ σωστά το σύστημα από το κείμενο.
- 1
- 7Μεσαίοgg-sys-m1Για καθεμία από τις ευθείες και να βρεις τα σημεία της που αντιστοιχούν σε και . Στη συνέχεια να εντοπίσεις το κοινό σημείο των δύο ευθειών, δηλαδή τη λύση του συστήματος.Λύση βήμα-βήμα
- 1Δουλεύουμε κάθε ευθεία χωριστά, βάζοντας τις τιμές του και βρίσκοντας κάθε φορά το .
- 2Για την πρώτη ευθεία λύνουμε ως προς και έχουμε .
- 3Για βρίσκουμε .
- 4Για βρίσκουμε .
- 5Για βρίσκουμε .
- 6Για βρίσκουμε .
- 7Τα σημεία της είναι λοιπόν τα (0, 6), (2, 4), (4, 2) και (6, 0).
- 8Για τη δεύτερη ευθεία λύνουμε πάλι ως προς και έχουμε .
- 9Για βρίσκουμε .
- 10Για βρίσκουμε .
- 11Για βρίσκουμε .
- 12Για βρίσκουμε .
- 13Τα σημεία της είναι τα (0, −6), (2, −2), (4, 2) και (6, 6).
- 14Συγκρίνουμε τώρα τις δύο τετράδες σημείων.
- 15Το μοναδικό σημείο που εμφανίζεται και στις δύο είναι το (4, 2).
- 16Άρα η λύση του συστήματος είναι το ζεύγος .
- 17Επαλήθευση στις αρχικές εξισώσεις: και .
- 18Αν σχεδιάσουμε τις δύο ευθείες σε χαρτί με τετραγωνάκια, θα δούμε ακριβώς αυτό: τέμνονται σε ένα μόνο σημείο, το (4, 2).
- 19Πρόσεξε πού κρύβεται ο κίνδυνος της γραφικής μεθόδου.
- 20Εδώ οι συντεταγμένες του κοινού σημείου βγήκαν ακέραιες, οπότε ο πίνακας τιμών το εντόπισε.
- 21Αν δεν ήταν ακέραιες, ούτε ο πίνακας ούτε το μάτι θα αρκούσαν, και γι᾽ αυτό στην επόμενη παράγραφο μαθαίνουμε να βρίσκουμε τη λύση με πράξεις.
- 1
- 8Μεσαίοgg-sys-m5Να γράψεις καθεμία από τις εξισώσεις και στη μορφή και να αποφασίσεις από τη μορφή αυτή πόσες λύσεις έχει το σύστημα.Λύση βήμα-βήμα📚 Σχετική θεωρία:
- 1Λύνουμε κάθε εξίσωση ως προς .
- 2Από την πρώτη, , προκύπτει .
- 3Η κλίση της είναι −2 και ο σταθερός όρος 7.
- 4Από τη δεύτερη, , προκύπτει .
- 5Διαιρούμε και τα δύο μέλη με 3 και παίρνουμε .
- 6Η κλίση της είναι επίσης −2, αλλά ο σταθερός όρος είναι 3.
- 7Οι δύο ευθείες έχουν λοιπόν ΙΔΙΑ κλίση και ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟ σταθερό όρο, οπότε είναι παράλληλες και δεν τέμνονται πουθενά.
- 8Το σύστημα δεν έχει καμία λύση, δηλαδή είναι αδύνατο.
- 9Πρόσεξε πόσο λίγο χρειάζεται για να αλλάξει η απάντηση: αν η δεύτερη εξίσωση ήταν έδινε , δηλαδή ΤΗΝ ΙΔΙΑ ευθεία με την πρώτη, και τότε το σύστημα θα είχε άπειρες λύσεις.
- 10Ο κανόνας έχει δύο βήματα, με αυτή ακριβώς τη σειρά.
- 11Πρώτα συγκρίνουμε τις ΚΛΙΣΕΙΣ.
- 12Αν διαφέρουν, οι ευθείες τέμνονται σε ένα ακριβώς σημείο και το σύστημα έχει μία λύση.
- 13Αν οι κλίσεις είναι ίδιες, τότε και μόνο τότε κοιτάμε τον σταθερό όρο: ίδιος σημαίνει ότι οι ευθείες συμπίπτουν και οι λύσεις είναι άπειρες, διαφορετικός σημαίνει ότι είναι παράλληλες και το σύστημα είναι αδύνατο.
- 1
- 9Εύκολοgg-sys-e5Να βρεις τα σημεία στα οποία η ευθεία τέμνει τους δύο άξονες.Λύση βήμα-βήμα
- 1Κάθε σημείο του κατακόρυφου άξονα, δηλαδή του άξονα των , έχει πρώτη συντεταγμένη 0.
- 2Θέτουμε λοιπόν και η εξίσωση γίνεται , οπότε .
- 3Άρα η ευθεία τέμνει τον κατακόρυφο άξονα στο σημείο (0, 4).
- 4Κάθε σημείο του οριζόντιου άξονα, δηλαδή του άξονα των , έχει δεύτερη συντεταγμένη 0.
- 5Θέτουμε και η εξίσωση γίνεται , οπότε .
- 6Άρα η ευθεία τέμνει τον οριζόντιο άξονα στο σημείο (10, 0).
- 7Με αυτά τα δύο σημεία μπορούμε να σχεδιάσουμε ολόκληρη την ευθεία, γιατί δύο σημεία αρκούν για να οριστεί μία ευθεία.
- 1
- 10Εύκολοgg-sys-e1Το σύστημα των εξισώσεων και έχει ως λύση τις συντεταγμένες ενός από τα σημεία . Να βρεις ποιο είναι αυτό και να εξηγήσεις γιατί τα άλλα τρία απορρίπτονται.Λύση βήμα-βήμα📚 Σχετική θεωρία:
- 1Λύση ενός συστήματος είναι το ζεύγος που επαληθεύει ΚΑΙ ΤΙΣ ΔΥΟ εξισώσεις, όχι μόνο τη μία.
- 2Δοκιμάζουμε λοιπόν κάθε σημείο και στις δύο.
- 3Για το : η πρώτη δίνει , σωστό.
- 4Η δεύτερη όμως δίνει .
- 5Χρειαζόταν 11, άρα απορρίπτεται.
- 6Για το : η πρώτη δίνει , σωστό.
- 7Η δεύτερη δίνει .
- 8Χρειαζόταν 11, άρα απορρίπτεται.
- 9Για το Δ(4, 0): η πρώτη δίνει , σωστό.
- 10Η δεύτερη δίνει .
- 11Χρειαζόταν 11, άρα απορρίπτεται.
- 12Για το Β(5, 1): η πρώτη δίνει , σωστό, και η δεύτερη δίνει , σωστό.
- 13Άρα η λύση είναι το ζεύγος (5, 1).
- 14Πρόσεξε ότι και τα τέσσερα σημεία επαληθεύουν την πρώτη εξίσωση, δηλαδή βρίσκονται όλα πάνω στην πρώτη ευθεία.
- 15Αυτό ακριβώς δείχνει τι σημαίνει η λύση του συστήματος γραφικά: από όλα τα σημεία της πρώτης ευθείας κρατάμε μόνο εκείνο που ανήκει ΚΑΙ στη δεύτερη.
- 1
✏️Προτεινόμενες προς λύση
Δοκίμασε μόνος σου — η λύση εμφανίζεται όταν την ζητήσεις.
- 1Μεσαίοgg-sys-m3Να λύσεις τα δύο παρακάτω συστήματα, αξιοποιώντας ότι σε καθένα η μία εξίσωση δίνει κατευθείαν τον έναν άγνωστο. α) μαζί με . β) μαζί με .
- 2Μεσαίοgg-sys-m2Να κατατάξεις τα τρία συστήματα ως προς το πλήθος των λύσεών τους. Πρώτο: και . Δεύτερο: και . Τρίτο: και .
- 3Μεσαίοgg-sys-m5Να γράψεις καθεμία από τις εξισώσεις και στη μορφή και να αποφασίσεις από τη μορφή αυτή πόσες λύσεις έχει το σύστημα.
- 4Δύσκολοgg-sys-h2Δίνονται οι ευθείες : και : . Να βρεις το σημείο τομής τους και το εμβαδόν του τριγώνου που σχηματίζουν μαζί με τον οριζόντιο άξονα. Κορυφές του τριγώνου είναι τα δύο σημεία στα οποία οι ευθείες τέμνουν τον οριζόντιο άξονα και το σημείο τομής των δύο ευθειών.
- 5Μεσαίοgg-sys-m1Για καθεμία από τις ευθείες και να βρεις τα σημεία της που αντιστοιχούν σε και . Στη συνέχεια να εντοπίσεις το κοινό σημείο των δύο ευθειών, δηλαδή τη λύση του συστήματος.
- 6Δύσκολοgg-sys-h4Να βρεις τους αριθμούς α και β ώστε το σύστημα και να έχει άπειρες λύσεις.
- 7Δύσκολοgg-sys-h5Ένα γυμναστήριο δίνει τρεις επιλογές. Πρώτη: 15 ευρώ κάθε φορά που πηγαίνει κάποιος. Δεύτερη: 40 ευρώ εγγραφή και 7 ευρώ κάθε φορά. Τρίτη: 180 ευρώ ετήσια συνδρομή με απεριόριστες επισκέψεις. Να βρεις για πόσες επισκέψεις κοστίζουν το ίδιο η πρώτη με τη δεύτερη επιλογή, καθώς και η δεύτερη με την τρίτη. Ποια επιλογή συμφέρει για 10 επισκέψεις και ποια για 25;
- 8Μεσαίοgg-sys-m4Σε μια σχολική παράσταση πουλήθηκαν συνολικά 100 εισιτήρια και εισπράχθηκαν 600 ευρώ. Το εισιτήριο μαθητή κοστίζει 4 ευρώ και το εισιτήριο ενήλικα 9 ευρώ. Να γράψεις το σύστημα που περιγράφει το πρόβλημα και να βρεις πόσα εισιτήρια πουλήθηκαν από κάθε είδος.
- 9Δύσκολοgg-sys-h1Δύο αυτοκίνητα κινούνται σε αυτοκινητόδρομο και αρχίζουμε να τα παρατηρούμε την ίδια στιγμή. Του πρώτου η ταχύτητα σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο δίνεται από τη σχέση και του δεύτερου από τη σχέση , όπου ο χρόνος σε δευτερόλεπτα. Να βρεις την αρχική ταχύτητα καθενός και σε πόσα δευτερόλεπτα θα έχουν την ίδια ταχύτητα.
- 10Δύσκολοgg-sys-h3Για ποια τιμή του α το σύστημα και είναι αδύνατο; Να δικαιολογήσεις γιατί για την τιμή αυτή οι δύο ευθείες είναι παράλληλες.
Πηγή: Σχολικό βιβλίο (ΙΤΥΕ «Διόφαντος») + μεθοδολογία/ασκήσεις βασισμένες σε ΙΕΠ & Πανελλήνιες
🧠 Τεστάρισε την έννοια
Quiz με άμεσο feedback — μετράει στην εικόνα δεξιοτήτων σου.