Графиком линейного уравнения с двумя переменными является. График уравнения с модулем

25.09.2019

Определение: ax + by + c = 0, где a, b и c – числа (также их называют коэффициенты), причем a и b не равны нулю, x и y – переменные, называют линейным уравнением с уравнение вида двумя переменными. Пример 1: 5 x – 2 y + 10 = 0 – линейное уравнение с двумя переменными: a = 5, b = -2, c = 10, x и y – переменные. Пример 2: – 4 x = 6 y – 14 – также является линейным уравнением с двумя переменными. Если перенести все члены уравнения в левую часть, то получим это же уравнение, записанное в общем виде: – 4 x – 6 y + 14 = 0, где а = – 4, b = – 6, c = 14, x и y – переменные. Общим видом линейного уравнения с двумя переменными называют запись: ax + by + c = 0, когда все члены уравнения записаны в левой части от знака = , а в правой части записан нуль. Пример 3: 3 z – 5 w + 15 = 0 – также является линейным уравнением с двумя переменными. В данном случае переменными являются z и w. В качестве переменных вместо x и y могут быть любые буквы латинского алфавита.

Таким образом, линейным уравнением с двумя переменными, можно назвать любое уравнение, содержащее две переменные, за исключением двух случаев: 1. Когда переменные в уравнении возведены в степень, отличную от первой! Пример 1: -5 x 2 + 3 y + 9 = 0 – не является линейным уравнением, так как переменная x во второй степени. Пример 2: 6 x – y 5 + 12 = 0 – не является линейным уравнением, так как переменная у в пятой степени. 2. Когда уравнение содержит переменную в знаменателе! Пример 3: 2 x + 3/y + 18 = 0 – не является линейным уравнением, так как переменная у содержится в знаменателе. Пример 4: 1/x – 2/y + 3 = 0 – не является линейным уравнением, так как переменные х и у содержатся в знаменателе.

Определение: Решением линейного уравнения с двумя переменными ax + by + c = 0, называется всякая пара чисел (х; у), которая, при подстановке в данное уравнение, превращает его в верное равенство. Пример 1: Для линейного уравнения 5 x – 2 y + 10 = 0 решением является пара чисел (-4; -5). В этом легко убедиться, если подставить в уравнение х = -4 и у = -5: 5·(-4) – 2·(-5) + 10 = 0 -20 + 20 = 0 – верное равенство. Пример 2: Для того же уравнения 5 x – 2 y + 10 = 0 пара чисел (1; 4) не является решением: 5·1 – 2·4 + 10 = 0 5 – 8 + 10 = 0 7 = 0 – не верное равенство.

Для любого линейного уравнения с двумя переменными, можно подобрать бесконечное количество пар чисел (х; у), которые будут являться его решениями. Действительно, для линейного уравнения из предыдущего примера 5 x – 2 y + 10 = 0, помимо пары чисел (-4; -5), решениями будут являться пары чисел: (0; 5), (-2; 0), (2; 10), (-3; -2, 5), (-1; 2, 5) и т. д. Такие пары чисел можно подбирать бесконечно. Замечание: Решение линейного уравнения с двумя переменными записывается в круглых скобках, причем на первом месте всегда записывается значение переменной х, а на втором месте всегда записывается значение переменной у!

Графиком линейного уравнения с двумя переменными ax + by + c = 0 является прямая линия. Например: график уравнения 2 х + у – 2 = 0 выглядит как показано на рисунке. Все точки прямой линии на графике являются решениями для данного линейного уравнения. График линейного уравнения с двумя переменными является геометрической моделью этого уравнения: таким образом, с помощью графика, можно изобразить бесконечное множество решений линейного уравнения с двумя переменными.

Как построить график линейного уравнения ax + by + c = 0 ? Запишем план действий: 1. Задать прямоугольную систему координат для того, чтобы изобразить все решения линейного уравнения (х; у), мы воспользуемся прямоугольной системой координат, где по оси Ох мы будем откладывать значения переменной х, а по оси Оу – значения переменной у. 2. Подобрать две пары чисел: (х1; у1) и (х2; у2), являющиеся решениями для данного линейного уравнения На самом деле, мы можем подбирать сколько угодно решений (х; у), все они будут лежать на одной прямой. Но для того, чтобы провести прямую – график линейного уравнения, нам достаточно всего двух таких решений, ведь мы знаем, что через две точки можно провести только одну прямую. Подобранные решения принято записывать в виде таблицы: х х1 х2 у у1 у2 3. Изобразить точки (х1; у1) и (х2; у2) в прямоугольной системе координат. Провести через эти две точки прямую линию – она и будет графиком уравнения ax + by + c = 0.

Пример: построим график линейного уравнения 5 x – 2 y + 10 = 0: 1. Зададим прямоугольную систему координат х. Оу: 2. Подберем два решения для нашего уравнения и запишем их -4 -2 х в таблицу: у -5 0 Для уравнения 5 x – 2 y + 10 = 0 решениями являются, к примеру, пары чисел: (-4; -5) и (-2; 0) (см. слайд 5). Запишем их в таблицу. Примечание: пара чисел (2; 10) также является решением для нашего уравнения (см. слайд 5), но координату у = 10 в нашей системе координат строить неудобно, так как у нас по оси у вверх отложено всего 7 клеточек, а продолжить ось места нет. Поэтому: чтобы построить график линейного уравнения, из всего бесконечного множества решений, мы подбираем такие пары чисел (х; у), которые удобнее построить в прямоугольной системе координат!

Пример: построим график линейного уравнения 5 x – 2 y + 10 = 0: х -4 -2 у -5 0 3. Строим график: Построим в системе координат точку (-4; -5): По оси х откладываем координату -4 По оси у откладываем координату -5 На пересечении координат получаем первую точку. Аналогично строим точку с координатами (-2; 0): По оси х откладываем координату -2 По оси у откладываем координату 0 На пересечении координат получаем вторую точку. -4 -2 0 -5 Через две точки проводим прямую – график линейного уравнения 5 x – 2 y + 10 = 0

Линейная функция. Если из линейного уравнения ax + by + c = 0 выразить переменную у, то есть переписать уравнение в виде, где у в левой части уравнения, а всё остальное в правой: ax + by + c = 0 – перенесем ax и c в правую часть by = – ax – с – выразим у у = (– ax – с) : b, где b ≠ 0 у = – a/b · х – с/b, обозначим – a/b = k и – с/b = m y = kx + m – получили более простую запись линейного уравнения с двумя переменными. Таким образом, линейное уравнение с двумя переменными, записанное в виде: y = kx + m, где переменные, k и m – коэффициенты, называется линейной функцией. хиу– Переменная х – называется независимой переменной или аргументом. Переменная у – называется зависимой переменной или значением функции.

График линейной функции. Так как линейная функция - это частный вид линейного уравнения с двумя переменными, а графиком линейного уравнения является прямая линия, то можно сделать следующий вывод: графиком линейной функции y = kx + m является прямая линия. Как построить график линейной функции? Задаем прямоугольную систему координат. Находим пары чисел: (х1; у1) и (х2; у2), х х1 х2 являющиеся решениями для линейной у у1 у2 функции и записываем их в таблицу. Для того, чтобы найти решения линейной функции, не обязательно подбирать их в уме, как мы это делали для линейного уравнения. Нужно придать переменной х конкретные значения х1 и х2, и, подставив их поочередно в функцию, посчитать значения у1 = kx 1 + m и у2 = kx 2 + m. Примечание: переменной х можно придавать абсолютно любые значения, но целесообразно брать такие числа, которые нам удобно будет строить в прямоугольной системе координат, например числа 0, 1, -1. 3. Строим точки (х1; у1) и (х2; у2), и проводим через них прямую линию – это и будет график линейной функции.

Пример 1: построим график линейной функции у = 0, 5 х + 4: 1. Зададим прямоугольную систему координат. 2. Заполним табличку: х 0 -2 у 4 3 Придадим переменной х конкретные значения х1 и х2: удобнее взять х1 = 0, так как с нулём легче считать, получаем: у1 = 0, 5·0 + 4 = 4 х2 можно взять равным 1, но тогда у2 получим дробное число: 0, 5 · 1 + 4 = 4, 5 – его неудобно строить на координатной плоскости, удобнее взять х2 равным 2 или -2. Пусть х2 = -2 , получаем: у2 = 0, 5·(-2) + 4 = -1 + 4 = 3 4 3 -2 0 3. Построим на координатной плоскости точки (0; 4) и (-2; 3) проведем через эти точки прямую линию – получим график линейной функции у = 0, 5 х + 4

Пример 2: построим график линейной функции у = -2 х + 1: 1. Зададим прямоугольную систему координат. 2. Заполним табличку: х 0 1 у 1 -1 Придадим переменной х конкретные значения х1 и х2: например х1 = 0, получаем: у1 = -2 ·0 + 1 = 1 1 1 -1 0 пусть х2 = 1 , получаем: у2 = -2· 1 + 1 = -2 + 1 = -1 3. Построим на координатной плоскости точки (0; 1) и (1; -1) проведем через эти точки прямую линию – получим график линейной функции у = -2 х + 1

Пример 3: постройте график линейной функции у = -2 х + 1, и найдите наибольшее и наименьшее значение функции на отрезке [-2; 3] 1. Построим график функции (см. предыдущий слайд). Значение функции – это значение переменной у. Таким образом, нужно найти у наибольшее и у наименьшее, если переменная х наименьшее может принимать значения только из промежутка [-2; 3]. 2. Отметим на оси Ох отрезок [-2; 3] 3. Через концы отрезка проводим прямые, параллельные оси Оу, Оу отмечаем точки пересечения этих прямых с графиком. Так как по условию у нас дан отрезок, то точки рисуем закрашенные! 5 - наибольшее 1 1 -2 0 3 наименьшее - -5 4. Находим ординаты полученных точек: у = 5 и у = -5. -5 Очевидно, что наибольшим значением у из промежутка [-5; 5] является у = 5, а 5 наименьшим – у = -5. -5

Вариант 3. Задание № 1: постройте график линейной функции у = 1/2 х – 2. 1. Зададим прямоугольную систему координат. 2. Заполним табличку: х 0 2 у -2 -1 Придадим переменной х конкретные значения х1 и х2: например х1 = 0, получаем: у1 = 1/2 · 0 – 2 = -2 пусть х2 = 2 , получаем: у2 = 1/2 · 2 – 2 = 1 – 2 = -1 0 2 -1 -2 3. Построим на координатной плоскости точки (0; -2) и (2; -1) проведем через эти точки прямую линию – получим график линейной функции у = 1/2 х – 2

Задание № 1: С помощью графика найдите: а) наименьшее и наибольшее значения функции на отрезке [-2; 4] Значение функции – это значение переменной у. Таким образом, нужно найти у наибольшее и у наименьшее, если переменная х наименьшее может принимать значения только из промежутка [-2; 4]. 1. Отметим на оси Ох отрезок [-2; 4] 2. Через концы отрезка до пересечения с графиком, проводим прямые, параллельные оси Оу. Оу Отмечаем точки пересечения этих прямых с графиком. Так как по условию у нас дан отрезок, то точки рисуем закрашенные! наибольшее - 0 -2 -1 -2 2 4 -3 - наименьшее 3. Находим ординаты полученных точек: у = 0 и у = -3. -3 Очевидно, что наибольшим значением у из промежутка [-3; 0] является у = 0, а наименьшим – у = -3. -3

Задание № 1: С помощью графика найдите: а) наименьшее и наибольшее значения функции на отрезке [-2; 4] Замечание: по графику не всегда можно точно определить координаты той или иной точки, это связано с тем, что размеры клеточек в тетради могут быть не идеально ровными, или мы можем немного криво провести прямую через две точки. А результатом такой погрешности могут быть неправильно найденные наибольшее и наименьшее значение функции. Поэтому: если мы находим координаты тех или иных точек по графику, обязательно после делаем проверку, подставив найденные координаты в уравнение функции! Проверка: подставим координаты хнаим. = -2 и унаим. = -3 в функцию у = 1/2 х – 2: -3 = 1/2 · (-2) – 2 -3 = -1 – 2 -3 = -3 – верно. Подставим координаты хнаиб. = 4 и унаиб. = 0 в функцию у = 1/2 х – 2: 0 = 1/2 · 4 – 2 0=2– 2 0 = 0 – верно. Ответ: унаиб = 0, унаим = -3

Задание № 1: С помощью графика найдите: б) значения переменной х, при которых у ≤ 0. На координатной плоскости все значения переменной у - меньшие нуля, расположены ниже оси Ох. Ох Таким образом, для того, чтобы решить неравенство у ≤ 0, нужно 0 рассмотреть часть графика, 2 расположенную ниже оси Ох и с 4 -∞ 0 помощью промежутка записать какие при этом значения принимает -1 переменная х. -2 1. Отметим часть графика, расположенную ниже оси Ох 2. Отметим точку пересечения графика с осью Ох, Ох это точка с координатой х = 4. Так как мы имеем не строгое неравенство «≤» , то точка должна быть закрашена! 3. Отмечаем часть оси Ох, соответствующую выделенной части графика, это и Ох будет искомая область. Записываем ответ: х принадлежит промежутку (-∞; 4] – скобка квадратная, так как в условии неравенство не строгое «≤» !

Задание № 2: Найдите координаты точки пересечения прямых у = 3 х и у = -2 х - 5 Данное задание можно решить двумя способами. 1 способ – графический: Построим графики данных линейных функций в одной координатной плоскости: 1. Зададим прямоугольную систему координат. 2. Заполним 0 х табличку для 0 у функции у = 3 х возьмем х1 = 0, получаем: у1 = 3 · 0 = 0 3 1 3 возьмем х2 = 1, получаем: у2 = 3 · 1 = 3 3. Построим на координатной плоскости точки (0; 0) и (1; 3) проведем через эти точки график – прямую линию. 0 1

Задание № 2: Найдите координаты точки пересечения прямых у = 3 х и у = -2 х - 5 4. Заполним 0 -1 х табличку для -5 -3 функции у = -2 х - 5 у возьмем х1 = 0, получаем: у1 = -2 · 0 – 5 = -5 возьмем х2 = -1, получаем: у2 = -2 · (-1) – 5 = 2 – 5 = -3 5. Построим на координатной плоскости точки (0; -5) и (-1; -3) 3 -1 0 1 -3 проведем через эти точки график -5 6. Находим абсциссу и ординату точки пересечения полученных графиков: х = -1 и у = -3. -3 Замечание: если мы решаем графическим способом, то, как только мы Замечание нашли абсциссу и ординату точки пересечения графиков, обязательно нужно сделать проверку, подставив найденные координаты в оба уравнения! Проверка: для у = 3 х: -3 = 3 · (-1) для у = -2 х – 5: -3 = -2 · (-1) – 5 -3 = -3 - верно Ответ: (-1; -3)

Задание № 2: Найдите координаты точки пересечения прямых у = 3 х и у = -2 х - 5 2 способ – аналитический: Пусть данные прямые пересекаются в точке А(х; у), координаты х и у которой мы должны найти. Рассмотрим функции у = 3 х и у = -2 х – 5 – как линейные уравнения с двумя переменными. Так как обе прямые проходят через точку А, то координаты этой точки: пара чисел (х; у) – является решением для обоих уравнений, то есть нам нужно подобрать такую пару чисел (х; у), чтобы при подстановке и в первое, и во второе уравнение, получилось верное равенство. А найдем мы эту пару чисел следующим образом: так как левые части уравнений равны у = у, то, соответственно, мы можем приравнять правые части этих уравнений: 3 х = -2 х – 5. Запись 3 х = -2 х – 5 – это линейное уравнение с одной переменной, решим его и найдем переменную х: Решение: 3 х = -2 х – 5 3 х + 2 х = -5 5 х = -5: 5 х = -1 Получили х = -1. Теперь осталось только подставить х = -1 в любое из уравнений и найти переменную у. Удобнее подставить в первое уравнение у = 3 х, получаем: у = 3 · (-1) = -3 Получили точку А с координатами (-1; -3). Ответ: (-1; -3)

Задание № 3: а) Найдите координаты точек пересечения графика линейного уравнения 3 х + 5 у + 15 = 0 с осями координат Графиком линейного уравнения, как вы уже знаете, является прямая линия, и она может пересекать координатные оси Ох и Оу в одной точке, если проходит через начало координат, и эта точка (0; 0); либо в двух точках: 1. (х; 0) – точка пересечения графика с осью Ох 2. (0; у) – точка пересечения графика с осью Оу. Найдем эти точки: 1. Подставим в уравнение значение у = 0, получим: 3 х + 5·0 + 15 = 0 – решим это уравнение и найдём х. 3 х + 15 = 0 3 х = -15 Получили точку с координатами: (-5; 0) – это точка пересечения х = -15: 3 графика с осью Ох х = -5 2. Подставим в уравнение значение х = 0, получим: 3·0 + 5 у + 15 = 0 – решим это уравнение и найдем у. 5 у + 15 = 0 5 у = -15 Получили точку с координатами: (0; -3) – это точка пересечения у = -15: 5 графика с осью Оу у = -3 Ответ: (-5; 0) и (0; -3)

Задание № 3: б) Определите, принадлежит ли графику уравнения 3 х + 5 у + 15 = 0 точка С(1/3; -3, 2) Если точка С(1/3; -3, 2) принадлежит графику данного уравнения, то она является для этого уравнения решением, то есть при подстановке в уравнение значений х = 1/3 и у = -3, 2 должно получиться верное равенство! В противном случае, если верного равенства не получается, эта точка не принадлежит графику данного уравнения. Подставим в уравнение х = 1/3 и у = -3, 2 и проверим: 3 · 1/3 + 5 · (-3, 2) + 15 = 0 1 – 16 + 15 = 0 – 15 + 15 = 0 0 = 0 – верное равенство. Следовательно, точка С принадлежит графику уравнения 3 х + 5 у + 15 = 0 Ответ: точка С(1/3; -3, 2) принадлежит графику уравнения 3 х + 5 у + 15 = 0

Задание № 4: а) Задайте линейную функцию у = kx формулой, если известно, что её график параллелен прямой 6 х – у – 5 = 0. б) Определите, возрастает или убывает заданная вами линейная функция. Теорема о взаимном расположении графиков линейных функций: Даны две линейные функции у = k 1 x + m 1 и y = k 2 x + m 2: Если k 1 = k 2 , при этом m 1 ≠ m 2 , то графики этих функций – параллельны. Если k 1 ≠ k 2 , и m 1 ≠ m 2 , то графики этих функций – пересекаются. Если k 1 = k 2 , и m 1 = m 2 , то графики этих функций – совпадают. а) По теореме о взаимном расположении графиков линейных функций: если прямые у = kx и 6 х – у – 5 = 0 – параллельны, то коэффициент k функции у = kx, kx равен коэффициенту k функции 6 х – у – 5 = 0. 0 Приведем уравнение 6 х – у – 5 = 0 к виду линейной функции и выпишем его коэффициенты: 6 х – у – 5 = 0 – перенесем -у вправо, получим: 6 х – 5 = у или у = 6 х – 5 , k = 6, m = – 5. 6 5 Следовательно, функция у = kx имеет вид: у = 6 х. 6 х б) Функция возрастает если k > 0 и убывает, если k 0! 0 Ответ: y = 6 x, функция возрастает. 6 x

Задание № 5: При каком значении p решением уравнения 2 px + 3 y + 5 p = 0 является пара чисел (1, 5; -4)? Так как пара чисел (1, 5; -4) является решением для данного уравнения, то подставим в уравнение 2 px + 3 y + 5 p = 0 значения х = 1, 5 и у = -4, получим: 2 p · 1, 5 + 3 · (-4) + 5 p = 0 – выполним умножение 3 p – 12 + 5 p = 0 – решим данное уравнение и найдем p 3 p + 5 p = 12 8 p = 12: 8 p = 1, 5 Следовательно, при p = 1, 5 решением уравнения 2 px + 3 y + 5 p = 0 является пара чисел (1, 5; -4) Проверка: при p = 1, 5 получаем уравнение: 2·1, 5 х + 3 у + 5·1, 5 = 0 3 х + 3 у + 7, 5 = 0 – подставим в данное уравнение х = 1, 5 и у = -4, получим: 3·1, 5 + 3 ·(-4) + 7, 5 = 0 4, 5 – 12 + 7, 5 = 0 0 = 0 – верно. Ответ: p = 1, 5

ЦЕЛЬ:1) Познакомить учащихся с понятием «уравнение с двумя переменными»;

2) Научить определять степень уравнения с двумя переменными;

3) Научить определять по заданной функции, какая фигура является графиком

данного уравнения;

4) Рассмотреть преобразования графиков с двумя переменными;

заданному уравнению с двумя переменными, используя программу Agrapher ;

6) Развивать логическое мышление учащихся.

I.Новый материал - объяснительная лекция с элементами беседы.

(лекцияпроводится с использованием авторских слайдов; построение графиков выполнено в программе Agrapher)

У: При изучении линий возникают две задачи:

По геометрическим свойствам данной линии найти её уравнение;

Обратная задача: по заданному уравнению линии исследовать её геометрические свойства.

Первую задачу мы рассматривали в курсе геометрии применительно к окружности и прямой.

Сегодня мы будем рассматривать обратную задачу.

Рассмотрим уравнения вида:

а) х(х-у)=4; б) 2у-х 2 =-2 ; в) х(х+у 2 ) = х +1 .

– это примеры уравнений с двумя переменными.

Уравнения с двумя переменными х и у имеет вид f(x,y)=(x,y) , где f и – выражения с переменными х и у.

Если в уравнении х(х-у)=4 подставить вместо переменной х её значение -1, а вместо у – значение 3, то получится верное равенство: 1*(-1-3)=4,

Пара (-1; 3) значений переменных х и у является решением уравнения х(х-у)=4 .

То есть решением уравнения с двумя переменными называют множество упорядоченных пар значений переменных, образующих это уравнение в верное равенство.

Уравнения с двумя переменными имеет, как правило, бесконечно много решений. Исключения составляют, например, такие уравнения, как х 2 +(у 2 - 4) 2 = 0 или

2х 2 + у 2 = 0 .

Первое из них имеет два решения (0; -2) и (0; 2), второе – одно решение (0;0).

Уравнение х 4 + у 4 +3 = 0 вообще не имеет решений. Представляет интерес, когда значениями переменных в уравнении служат целые числа. Решая такие уравнения с двумя переменными, находят пары целых чисел. В таких случаях говорят, что уравнения решено в целых числах.

Два уравнения, имеющие одно и тоже множество решений, называют равносильными уравнениями . Например, уравнение х(х + у 2) = х + 1 есть уравнение третьей степени, так как его можно преобразовать в уравнение ху 2 + х 2 - х-1 = 0, правая часть которого – многочлен стандартного вида третьей степени.

Степенью уравнения с двумя переменными, представленного в виде F(х, у) = 0, где F(х,у)-многочлен стандартного вида, называют степень многочлена F(х, у).

Если все решения уравнения с двумя переменными изобразить точками в координатной плоскости, то получится график уравнения с двумя переменными.

Графиком уравнения с двумя переменными называется множество точек, координаты которых служат решениями этого уравнения.

Так, график уравнения ax + by + c = 0 представляет собой прямую, если хотя бы один из коэффициентов a или b не равен нулю(рис.1) . Если a = b = c = 0 , то графиком этого уравнения является координатная плоскость(рис.2) , если же a = b = 0 , а c0 , то графиком является пустое множество(рис.3) .

График уравнения y = a х 2 + by + c представляет собой параболу(рис.4), график уравнения xy=k (k0) – гиперболу(рис.5) . Графиком уравнения х 2 + у 2 = r , где x и y – переменные, r – положительное число, является окружность с центром в начале координат и радиусом равнымr (рис.6). Графиком уравнения является эллипс , где a и b – большая и малая полуоси эллипса (рис.7).

Построение графиков некоторых уравнений облегчается использованием их преобразований. Рассмотрим преобразования графиков уравнений с двумя переменными и сформулируем правила, по которым выполняются простейшие преобразования графиков уравнений

1) График уравнения F (-x, y) = 0 получается из графика уравнения F (x, y) = 0 с помощью симметрии относительно оси у.

2) График уравнения F (x, -y) = 0 получается из графика уравнения F (x, y) = 0 с помощью симметрии относительно оси х .

3) График уравнения F (-x, -y) = 0 получается из графика уравнения F (x, y) = 0 с помощью центральной симметрии относительно начала координат.

4) График уравнения F (x-а, y) = 0 получается из графика уравнения F (x, y) = 0 с помощью перемещения параллельно оси х на |a| единиц (вправо, если a > 0, и влево, если а < 0).

5) График уравнения F (x, y-b) = 0 получается из графика уравнения F (x, y) = 0 с помощью перемещения на |b| единиц параллельно оси у (вверх, если b > 0, и вниз, если b < 0).

6) График уравнения F (аx, y) = 0 получается из графика уравнения F (x, y) = 0 с помощью сжатия к оси у и а раз, если а > 1, и с помощью растяжения от оси у в раз, если 0 < а < 1.

7) График уравнения F (x, by) = 0 получается из графика уравнения F (x, y) = 0 с помощью с помощью сжатия к оси х в b раз, если b > 1, и с помощью растяжения от оси x в раз, если 0 < b < 1.

Если график некоторого уравнения повернуть на некоторый угол около начала координат, то новый график будет графиком другого уравнения. Важными являются частные случаи поворота на углы 90 0 и 45 0 .

8) График уравнения F (x, y) = 0 в результате поворота около начала координат на угол 90 0 по часовой стрелке переходит в график уравнения F (-y, x) = 0, а против часовой стрелки – в график уравнения F (y, -x) = 0.

9) График уравнения F (x, y) = 0 в результате поворота около начала координат на угол 45 0 по часовой стрелке переходит в график уравнения F = 0, а против часовой стрелки – в график уравнения F = 0.

Из рассмотренных нами правил преобразования графиков уравнений с двумя переменными легко получаются правила преобразования графиков функций.

Пример 1. Покажем, что графиком уравнения х 2 + у 2 + 2х – 8у + 8 = 0 является окружность (рис.17).

Преобразуем уравнение следующим образом:

1) сгруппируем слагаемые, содержащие переменную х и содержащие переменную у , и представим каждую группу слагаемых в виде полного квадрата трехчлена: (х 2 + 2х + 1) + (у 2 -2*4*у + 16) + 8 – 1 – 16 = 0;

2) запишем в виде квадрата суммы (разности) двух выражений полученные трехчлены: (х + 1) 2 + (у – 4) 2 - 9 = 0;

3) проанализируем, согласно правилам преобразования графиков уравнений с двумя переменными, уравнение (х + 1) 2 + (у – 4) 2 = 3 2: графиком данного уравнения является окружность с центром в точке (-1; 4) и радиусом 3 единицы.

Пример 2. Построим график уравнения х 2 + 4у 2 = 9 .

Представим 4у 2 в виде (2у) 2 , получим уравнение х 2 + (2у) 2 = 9, график которого можно получить из окружности х 2 + у 2 = 9 сжатием к оси х в 2 раза.

Начертим окружность с центром в начале координат и радиусом 3 единицы.

Уменьшим в 2 раза расстояние каждой её точки от оси Х, получим график уравнения

х 2 + (2у) 2 = 9.

Мы получили фигуру с помощью сжатия окружности к одному из её диаметров(к диаметру, который лежит на на оси Х). Такую фигуру называют эллипсом (рис.18).

Пример 3. Выясним, что представляет собой график уравнения х 2 - у 2 = 8.

Воспользуемся формулой F= 0.

Подставим в данное уравнение вместо Х и вместо У, получим:

У: Что представляет собой график уравнения у = ?

Д: Графиком уравнения у = является гипербола.

У: Мы преобразовали уравнение вида х 2 - у 2 = 8 в уравнение у = .

Какая линия будет являться графиком данного уравнения?

Д: Значит, и графиком уравнения х 2 - у 2 = 8 является гипербола.

У: Какие прямые являются асимптотами гиперболы у = .

Д: Асимптотами гиперболы у = являются прямые у = 0 и х = 0.

У: При выполненном повороте эти прямые перейдут в прямые = 0 и =0, т.е в прямые у = х и у = - х. (рис.19).

Пример 4: Выясним, какой вид примет уравнение у = х 2 параболы при повороте около начала координат на угол 90 0 по часовой стрелке.

Используя формулу F (-у; х) = 0, заменим в уравнении у = х 2 переменную х на – у, а переменную у на х. Получим уравнение х = (-у) 2 , т. е. х = у 2 (рис.20).

Мы рассмотрели примеры графиков уравнений второй степени с двумя переменными и выяснили, что графиками таких уравнений могут быть парабола, гипербола, эллипс (в частности окружность). Кроме того, графиком уравнения второй степени может являться пара прямых (пересекающихся или параллельных).Это так называемый вырожденный случай. Так графиком уравнения х 2 - у 2 = 0 является пара пересекающихся прямых (рис.21а), а графиком уравнения х 2 - 5х + 6 + 0у = 0- параллельных прямых.

II Закрепление.

(учащимся выдаются «Карточки-инструкции» по выполнению построений графиков уравнений с двумя переменными в программе Agrapher (Приложение 2) и карточки «Практическое задание» (Приложение 3) с формулировкой заданий 1-8 Графики уравнений к заданиям 4-5 учитель демонстрирует на слайдах).

Задание1. Какие из пар (5;4), (1;0), (-5;-4) и (-1; -) являются решениями уравнения:

а) х 2 - у 2 = 0, б) х 3 - 1 = х 2 у + 6у?

Решение:

Подставив в заданное уравнение, поочерёдно координаты данных точек убеждаемся, что ни одна данная пара не является решением уравнения х 2 - у 2 = 0, а решениями уравнения х 3 - 1 = х 2 у + 6у являются пары (5;4), (1;0) и (-1; -).

125 - 1 = 100 + 24 (И)

1 - 1= 0 + 0 (И)

125 – 1 =-100 – 24 (Л)

1 – 1 = - - (И)

Ответ: а); б) (5;4), (1; 0), (-1; -).

Задание 2. Найдите такие решения уравнения ху 2 - х 2 у = 12, в которых значение х равно 3.

Решение: 1)Подставим вместо Х в заданное уравнение значение 3.

2)Получим квадратное уравнение относительно переменной У, имеющее вид:

3у 2 - 9у = 12.

4) Решим это уравнение:

3у 2 - 9у – 12 = 0

Д = 81 + 144 = 225

Ответ: пары (3;4) и (3;-1) являются решениями уравнения ху 2 - х 2 у = 12

Задание3. Определите степень уравнения:

а) 2у 2 - 3х 3 + 4х = 2; в) (3 х 2 + х)(4х - у 2) = х;

б) 5у 2 - 3у 2 х 2 + 2х 3 = 0; г) (2у - х 2) 2 = х(х 2 + 4ху + 1).

Ответ: а) 3; б) 5; в) 4; г) 4.

Задание4. Какая фигура является графиком уравнения:

а) 2х = 5 + 3у; б) 6 х 2 - 5х = у – 1; в) 2(х + 1) = х 2 - у;

г) (х - 1,5)(х – 4) = 0; д) ху – 1,2 = 0; е) х 2 + у 2 = 9.

Задание5. Напишите уравнение, график которого симметричен графику уравнения х 2 - ху + 3 = 0 (рис.24) относительно: а) оси х ; б) оси у ; в)прямой у = х; г) прямой у = -х.

Задание6. Составьте уравнение, график которого получается растяжением графика уравнения у= х 2 -3 (рис.25):

а) от оси х в 2 раза; б) от оси у в 3 раза.

Проверьте с помощью программы Agrapher правильность выполнения задания.

Ответ: а)у - х 2 + 3 = 0 (рис.25а); б) у-(x) 2 + 3 = 0 (рис.25б).

б) прямые параллельны, перемещение параллельно оси х на 1 единицу вправо и параллельно оси у на 3 единицы вниз (рис.26б);

в) прямые пересекаются, симметричное отображение относительно оси х (рис.26в);

г) прямые пересекаются, симметричное отображение относительно оси у (рис.26г);

д) прямые параллельны, симметричное отображение относительно начала координат (рис.26д);

е) прямые пересекаются, поворот около начала координат на 90по часовой стрелке и симметричное отображение относительно оси х (рис.26е).

III. Самостоятельная работа обучающего характера.

(учащимся выдаются карточки «Самостоятельная работа» и «Отчётная таблица результатов самостоятельной работы», в которую учащиеся записывают свои ответы и после самопроверки, по предложенной схеме оценивают работу) Приложение 4 ..

I.вариант.

а) 5х 3 -3х 2 у 2 + 8 = 0; б) (х + у + 1) 2 -(х-у) 2 = 2(х+у).

а) х 3 + у 3 -5х 2 = 0; б) х 4 +4х 3 у +6х 2 у 2 + 4ху 3 + у 4 = 1.

х 4 + у 4 -8х 2 + 16 = 0.

а) (х + 1) 2 + (у-1) 2 = 4;

б) х 2 -у 2 = 1;

в) х - у 2 = 9.

х 2 - 2х + у 2 - 4у = 20.

Укажите координаты центра окружности и её радиус.

6. Как следует на координатной плоскости переместить гиперболу у = , чтобы её уравнение приняло вид х 2 - у 2 = 16 ?

Проверьте свой ответ, выполнив графическое построение, используя программу Agrapher.

7.Как следует на координатной плоскости переместить параболу у = х 2 , чтобы её уравнение приняло вид х = у 2 - 1

II вариант.

1.Определите степень уравнения:

а)3ху = (у-х 3)(х 2 +у); б) 2у 3 +5х 2 у 2 - 7 = 0.

2. Является ли пара чисел (-2;3) решением уравнения:

а) х 2 -у 2 -3х = 1; б) 8х 3 + 12х 2 у + 6ху 2 +у 3 =-1.

3. Найдите множество решений уравнения:

х 2 + у 2 -2х – 8у + 17 = 0.

4. Какой кривой (гиперболой, окружностью, параболой) является множество точек, если уравнение этой кривой имеет вид:

а) (х-2) 2 + (у + 2) 2 =9

б) у 2 - х 2 =1

в) х = у 2 - 1.

(проверьте с помощью программы Agrapher правильность выполнения задания)

5. Постройте, используя программуAgrapher, график уравнения:

х 2 + у 2 - 6х + 10у = 2.

6.Как следует на координатной плоскости переместить гиперболу у = , чтобы её уравнение приняло вид х 2 - у 2 = 28 ?

7.Как следует на координатной плоскости переместить параболу у = х 2 , чтобы её уравнение приняло вид х = у 2 + 9.

Нарисуйте числовую линию. Поскольку для изображения неравенства с одной переменной достаточно одной оси, нет необходимости рисовать прямоугольную систему координат. Вместо этого просто проведите прямую линию.

Изобразите неравенство. Это довольно просто, так как имеется всего лишь одна координата. Предположим, необходимо изобразить неравенство x <1. Для начала следует найти на оси число 1.

Если неравенство задается знаком > или < (“больше” или “меньше”), обведите заданное число пустым кружком.
Если неравенство задается знаком ≥ {\displaystyle \geq } (“больше или равно”) или ≤ {\displaystyle \leq } (“меньше или равно”), закрасьте кружок вокруг точки.

Проведите линию. Проведите линию из только что отмеченной точки на числовой оси. Если переменная больше данного числа, отложите линию вправо. Если переменная меньше, проведите линию влево. На конце линии поставьте стрелку, чтобы показать, что она не является конечным отрезком и продолжается дальше.

Проверьте ответ. Подставьте вместо переменной x какое-либо число и отметьте его положение на числовой оси. Если это число лежит на проведенной вами линии, график верен.

График линейного неравенства

Используйте формулу прямой линии. Подобная формула использовалась выше для обычных линейных уравнений, однако в данном случае вместо знака ‘=’ следует поставить знак неравенства. Это может быть один из следующих знаков: <, >, ≤ {\displaystyle \leq } или ≥ {\displaystyle \geq } .

Уравнение прямой линии имеет вид y=mx+b , где m соответствует наклону, а b - пересечению с осью y.
Знак неравенства означает, что данное выражение имеет множество решений.

Изобразите неравенство. Найдите точку пересечения прямой с осью y и ее наклон, после чего отметьте соответствующие координаты. В качестве примера рассмотрим неравенство y >1/2x +1. В этом случае прямая будет пересекать ось y при x =1, а ее наклон составит ½, то есть при движении вправо на 2 единицы мы будем подниматься вверх на 1 единицу.

Проведите линию. Перед этим посмотрите на знак неравенства. Если это < или >, следует провести пунктирную линию. Если в неравенстве стоит знак ≤ {\displaystyle \leq } или ≥ {\displaystyle \geq } , линия должна быть сплошной.

Заштрихуйте график. Так как неравенство имеет множество решений, на графике следует показать все возможные решения. Это означает, что следует заштриховать область над линией или под ней.

График квадратного уравнения

Посмотрите на формулу. В квадратном уравнении хотя бы одна переменная возводится в квадрат. Обычно квадратное уравнение записывается в следующем виде: y=ax 2 +bx+c .

При построении графика квадратного уравнения у вас получится парабола, то есть кривая в виде латинской буквы ‘U’.
Для построения параболы необходимо знать координаты хотя бы трех точек, в том числе вершины параболы (ее центральной точки).

Определите a, b и c. Например, в уравнении y=x 2 +2x+1 a =1, b =2 и c =1. Каждый параметр представляет собой число, которое стоит перед переменной в соответствующей степени. Например, если перед x не стоит никакого числа, значит b =1, поскольку соответствующее слагаемое можно записать в виде 1x .

Найдите вершину параболы. Чтобы найти среднюю точку параболы, используйте выражение -b /2a . Для нашего примера получаем -2/2(1), то есть -1.

Составьте таблицу. Итак, мы знаем, что координата x вершины равна -1. Однако это лишь одна координата. Чтобы найти соответствующую ей координату y , а также две другие точки параболы, необходимо составить таблицу.

Постройте таблицу из трех строк и двух столбцов.
- Запишите координату x вершины параболы в центральной ячейке левого столбца.
- Выберите еще две координаты x на одинаковом расстоянии слева и справа (в отрицательную и положительную стороны вдоль горизонтальной оси). Например, можно отступить от вершины на 2 единицы влево и вправо, то есть записать в соответствующих ячейках -3 и 1.
- Можно выбрать любые целые числа, которые отстоят от вершины на равном расстоянии.
- Если вы хотите построить более точный график, вместо трех можно взять пять точек. В этом случае следует делать то же самое, только таблица будет состоять не из трех, а из пяти строк.
Используйте уравнение и таблицу, чтобы найти неизвестные координаты y . Берите по одной координате x из таблицы, подставляйте ее в заданное уравнение и находите соответствующую координату y.
- В нашем случае мы подставляем в уравнение y =x 2 +2x +1 вместо x -3. В результате находим y = -3 2 +2(-3)+1, то есть y =4.
- Записываем найденную координату y в ячейке возле соответствующей ей координаты x.
- Найдите таким образом все три (или пять, если вы используете больше точек) координаты y .
Нанесите на график точки. Итак, у вас получилось по крайней мере три точки с известными координатами, которые можно отметить на графике. Соедините их кривой в форме параболы. Готово!

График квадратного неравенства

Постройте график параболы. В квадратном неравенстве используется формула, аналогичная квадратному уравнению, однако вместо знака ‘=’ стоит знак неравенства. Например, квадратное неравенство может выглядеть следующим образом: y x 2 +bx +c. Используйте шаги из предыдущего метода “График квадратного уравнения” и найдите три точки параболы.

Линейное уравнение с двумя переменными - любое уравнение, которое имеет следующий вид: a*x + b*y =с . Здесь x и y есть две переменные, a,b,c - некоторые числа.

Решением линейного уравнения a*x + b*y = с, называется любая пара чисел (x,y) которая удовлетворяет этому уравнению, то есть обращает уравнение с переменными x и y в верное числовое равенство. Линейное уравнение имеет бесконечное множество решений.

Если каждую пару чисел, которые являются решением линейного уравнения с двумя переменными, изобразить на координатной плоскости в виде точек, то все эти точки образуют график линейного уравнения с двумя переменными. Координатами точками будут служить наши значения x и у. При этом значение х будет являться абсциссой, а значение у - ординатой.

График линейного уравнения с двумя переменными

Графиком линейного уравнения с двумя переменными называется множество всевозможных точек координатной плоскости, координаты которых будут являться решениями этого линейного уравнения. Несложно догадаться, что график будет представлять собой прямую линию. Поэтому такие уравнения и называются линейными.

Алгоритм построения

Алгоритм построения графика линейного уравнения с двумя переменным.

1. Начертить координатные оси, подписать их и отметить единичный масштаб.

2. В линейном уравнении положить х = 0, и решить полученное уравнение относительно у. Отметить полученную точку на графике.

3. В линейном уравнении в качестве у взять число 0, и решить полученное уравнение относительно х. Отметить полученную точку на графике

4. При необходимости взять произвольное значение х, и решить полученное уравнение относительно у. Отметить полученную точку на графике.

5. Соединить полученные точки, продолжить график за них. Подписать получившуюся прямую.

Пример: Построить график уравнения 3*x - 2*y =6;

Положим х=0, тогда - 2*y =6; y= -3;

Положим y=0, тогда 3*x = 6; x=2;

Отмечаем полученные точки на графике, проводим через них прямую и подписываем её. Посмотрите на рисунок ниже, график должен получиться именно таким.