Przejdź do treści
Poznaj Compass

Układy równań liniowych — podstawianie i przeciwne współczynniki

Układ dwóch równań liniowych rozwiązujemy metodą podstawiania (wyznaczamy jedną niewiadomą i wstawiamy do drugiego równania) albo przeciwnych współczynników (dodajemy równania stronami). Rozwiązanie to punkt wspólny dwóch prostych.

Układy równań · matura podstawowa 1 LO → Zobacz na planecie →

Metody rozwiązywania układu równań

Układ dwóch równań liniowych rozwiązuję metodą podstawiania (wyznaczam jedną niewiadomą z jednego równania i wstawiam do drugiego) albo przeciwnych współczynników (mnożę równanie tak, by przy jednej niewiadomej stały liczby przeciwne, i dodaję równania stronami). Geometrycznie każde równanie to prosta, a rozwiązanie układu to punkt wspólny obu prostych.

  • 3x−y=73x - y = 7 i 2x+3y=12x + 3y = 1: z pierwszego y=3x−7y = 3x - 7, wstawiam do drugiego: 2x+3(3x−7)=12x + 3(3x - 7) = 1, 11x=2211x = 22, x=2x = \textcolor{#4f46e5}{\mathbf{2}}, y=−1y = \textcolor{#4f46e5}{\mathbf{-1}}
  • 3x+2y=43x + 2y = 4 i 5x−4y=145x - 4y = 14: pierwsze mnożę przez 2 i dodaję stronami: 11x=2211x = 22, x=2x = \textcolor{#4f46e5}{\mathbf{2}}, y=−1y = \textcolor{#4f46e5}{\mathbf{-1}}
  • proste y=2x−5y = 2x - 5 i y=−x+4y = -x + 4: 2x−5=−x+42x - 5 = -x + 4, x=3x = 3, przecinają się w punkcie (3,1)\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{(3, 1)}}
  • 2x−3y=62x - 3y = 6 i −4x+6y=5-4x + 6y = 5: lewe strony są proporcjonalne (pierwsza razy −2-2), prawe nie (−12≠5-12 \neq 5) — proste równoległe, układ sprzeczny, brak rozwiązanˊ\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{\text{brak rozwiązań}}}; gdyby drugie równanie brzmiało −4x+6y=−12-4x + 6y = -12, byłaby to ta sama prosta — układ nieoznaczony, nieskończenie wiele rozwiązań

Układy równań na maturze

Na maturze: zadania z układów to zwykle 1 punkt w dwóch odsłonach: „ile rozwiązań ma układ” (sprawdź, czy jedno równanie jest wielokrotnością drugiego — całe, czy tylko lewa strona) oraz „który układ przedstawiono na rysunku” (odczytaj, gdzie proste przecinają oś OYOY i czy rosną, czy maleją — to zwykle eliminuje trzy odpowiedzi). Karta wzorów CKE nie zawiera nic o układach, liczy się technika. Typowa pułapka przy podstawianiu: wstaw wyrażenie w nawiasie, 3(y−2)3(y - 2), a nie 3y−23y - 2.

Przykłady krok po kroku

Każdy przykład to inny typ zadania z tego tematu: najpierw sposób, potem zadanie rozwiązane krok po kroku.

Przykład 1 Metoda podstawiania

Wyznaczasz jedną niewiadomą z jednego równania, wstawiasz ją w nawiasie do drugiego i liczysz obie niewiadome.

Zadanie Para liczb (x,y)(x, y) jest rozwiązaniem układu równań {3x−y=72x+3y=1\begin{cases} 3x - y = 7 \\ 2x + 3y = 1 \end{cases}. Oblicz iloczyn x⋅yx \cdot y.

  1. Wybieram równanie, z którego najłatwiej wyznaczyć niewiadomą: w pierwszym yy ma współczynnik −1-1, więc y=3x−7y = 3x - 7.
  2. Podstawiam to wyrażenie (w nawiasie!) zamiast yy do drugiego równania: 2x+3(3x−7)=12x + 3(3x - 7) = 1.
  3. Wymnażam nawias i porządkuję: 2x+9x−21=12x + 9x - 21 = 1, czyli 11x=2211x = 22, więc x=2x = 2.
  4. Wracam do wyznaczonego y=3x−7y = 3x - 7: y=6−7=−1y = 6 - 7 = -1.
  5. Sprawdzam w drugim równaniu: 2⋅2+3⋅(−1)=12 \cdot 2 + 3 \cdot (-1) = 1 ✓. Iloczyn x⋅y=2⋅(−1)=−2x \cdot y = 2 \cdot (-1) = -2.

Odpowiedź: x=2x = 2, y=−1y = -1, więc x⋅y=−2x \cdot y = -2

Przykład 2 Metoda przeciwnych współczynników

Mnożysz równanie tak, by przy jednej niewiadomej stały liczby przeciwne, dodajesz równania stronami i liczysz obie niewiadome.

Zadanie Para liczb (x,y)(x, y) jest rozwiązaniem układu równań {3x+2y=45x−4y=14\begin{cases} 3x + 2y = 4 \\ 5x - 4y = 14 \end{cases}. Oblicz x−yx - y.

  1. Przy yy stoją 22 i −4-4 — wystarczy pomnożyć pierwsze równanie przez 22, żeby otrzymać +4y+4y: 6x+4y=86x + 4y = 8.
  2. Dodaję stronami 6x+4y=86x + 4y = 8 i 5x−4y=145x - 4y = 14: wyrazy z yy znoszą się, zostaje 11x=2211x = 22, więc x=2x = 2.
  3. Podstawiam x=2x = 2 do pierwszego równania: 6+2y=46 + 2y = 4, czyli 2y=−22y = -2, y=−1y = -1.
  4. Sprawdzam w drugim: 5⋅2−4⋅(−1)=145 \cdot 2 - 4 \cdot (-1) = 14 ✓. Zatem x−y=2−(−1)=3x - y = 2 - (-1) = 3.

Odpowiedź: x=2x = 2, y=−1y = -1, więc x−y=3x - y = 3

Przykład 3 Układ równań z treści zadania

Zapisujesz dwa warunki z treści jako dwa równania z x i y, rozwiązujesz układ i odpowiadasz na pytanie z zadania.

Zadanie Za 3 bilety normalne i 2 ulgowe zapłacono 84 zł, a za 1 bilet normalny i 4 ulgowe — 68 zł. Ile kosztuje bilet ulgowy?

  1. Oznaczam: xx — cena biletu normalnego, yy — ulgowego. Pierwszy zakup: 3x+2y=843x + 2y = 84, drugi: x+4y=68x + 4y = 68.
  2. W drugim równaniu xx ma współczynnik 1, więc stamtąd wyznaczam x=68−4yx = 68 - 4y i podstawiam do pierwszego.
  3. 3(68−4y)+2y=843(68 - 4y) + 2y = 84, czyli 204−12y+2y=84204 - 12y + 2y = 84, stąd −10y=−120-10y = -120, y=12y = 12.
  4. x=68−4⋅12=20x = 68 - 4 \cdot 12 = 20. Sprawdzenie: 3⋅20+2⋅12=843 \cdot 20 + 2 \cdot 12 = 84 ✓. Odpowiadam na pytanie z treści: bilet ulgowy kosztuje 12 zł.

Odpowiedź: 12 zł (bilet normalny 20 zł)

Przykład 4 Punkt przecięcia dwóch prostych

Współrzędne punktu wspólnego dwóch prostych znajdujesz, rozwiązując układ ich równań, a gdy punkt jest dany — podstawiasz go i wyznaczasz parametr.

Zadanie Proste o równaniach y=2x−5y = 2x - 5 i y=−x+4y = -x + 4 przecinają się w punkcie PP. Wyznacz współrzędne PP i sprawdź, czy PP leży na prostej o równaniu y=3x−8y = 3x - 8.

  1. Punkt wspólny prostych to para (x,y)(x, y) spełniająca oba równania — czyli rozwiązanie układu y=2x−5y = 2x - 5, y=−x+4y = -x + 4.
  2. Obie proste mają wyznaczone yy, więc porównuję prawe strony: 2x−5=−x+42x - 5 = -x + 4, stąd 3x=93x = 9, x=3x = 3.
  3. Podstawiam do dowolnego z równań: y=2⋅3−5=1y = 2 \cdot 3 - 5 = 1. Zatem P=(3,1)P = (3, 1).
  4. Sprawdzam trzecią prostą: dla x=3x = 3 mamy 3⋅3−8=1=yP3 \cdot 3 - 8 = 1 = y_P, więc PP leży również na prostej y=3x−8y = 3x - 8.

Odpowiedź: P=(3,1)P = (3, 1); tak, leży

Przykład 5 Układ równań odczytany z rysunku prostych

Z rysunku odczytujesz wyraz wolny (przecięcie z osią OY) oraz znak i wartość współczynnika kierunkowego każdej prostej, a potem wybierasz pasujący układ.

Zadanie Na rysunku prosta kk jest malejąca i przecina osie w punktach (0,4)(0, 4) i (2,0)(2, 0), a prosta ll jest rosnąca i przechodzi przez punkty (0,1)(0, 1) i (1,2)(1, 2). Zapisz układ równań, którego interpretacją geometryczną są te proste, i podaj współrzędne ich punktu przecięcia.

  1. Wyraz wolny bb odczytuję z przecięcia z osią OYOY: dla kk to 44, dla ll to 11.
  2. Współczynnik kierunkowy kk: między (0,4)(0, 4) a (2,0)(2, 0) zmiana yy to −4-4 przy zmianie xx o 22, więc a=−42=−2a = \frac{-4}{2} = -2 (ujemny — prosta malejąca ✓). Zatem k ⁣:y=−2x+4k\colon y = -2x + 4.
  3. Dla ll: z (0,1)(0, 1) do (1,2)(1, 2) zmiana yy to +1+1 przy zmianie xx o 11, więc a=1a = 1 (dodatni — prosta rosnąca ✓). Zatem l ⁣:y=x+1l\colon y = x + 1.
  4. Układ: y=−2x+4y = -2x + 4 i y=x+1y = x + 1. Punkt przecięcia: −2x+4=x+1-2x + 4 = x + 1, 3x=33x = 3, x=1x = 1, y=2y = 2, czyli (1,2)(1, 2).

Odpowiedź: {y=−2x+4y=x+1\begin{cases} y = -2x + 4 \\ y = x + 1 \end{cases}, punkt przecięcia (1,2)(1, 2)

Przykład 6 Ile rozwiązań ma układ — sprzeczny czy nieoznaczony

Mnożysz jedno równanie tak, by lewe strony były identyczne (albo sprowadzasz oba do y = ax + b), i po współczynnikach rozpoznajesz układ oznaczony, nieoznaczony lub sprzeczny.

Zadanie Ile rozwiązań ma układ równań {2x−3y=6−4x+6y=5\begin{cases} 2x - 3y = 6 \\ -4x + 6y = 5 \end{cases}?

  1. Sprawdzam, czy lewe strony są proporcjonalne: −4x+6y-4x + 6y to lewa strona pierwszego równania 2x−3y2x - 3y pomnożona przez −2-2.
  2. Mnożę więc całe pierwsze równanie przez −2-2: −4x+6y=−12-4x + 6y = -12.
  3. Porównuję z drugim: te same lewe strony, ale prawe −12≠5-12 \neq 5. Wyrażenie −4x+6y-4x + 6y nie może być równocześnie równe −12-12 i 55 — żadna para (x,y)(x, y) nie spełnia obu równań.
  4. Geometrycznie: obie proste mają współczynnik kierunkowy 23\frac{2}{3}, a różne wyrazy wolne (−2-2 oraz 56\frac{5}{6}) — są równoległe i różne. Układ jest sprzeczny: nie ma rozwiązań.

Odpowiedź: brak rozwiązań (układ sprzeczny)

Najczęstsze błędy

  • Wstawienie wyrażenia bez nawiasu przy podstawianiu. Ma być 3(y−2)3(y - 2), a nie 3y−23y - 2.
  • Uznanie układu za sprzeczny tylko po lewych stronach. Gdy lewe strony są proporcjonalne, sprawdź też prawe: jeśli i one są proporcjonalne, to ta sama prosta — układ nieoznaczony, z nieskończenie wieloma rozwiązaniami.

Sprawdź się na zadaniach

Rozwiąż samodzielnie, a potem sprawdź odpowiedź i rozwiązanie krok po kroku.

Zadanie 1

Para liczb (x,y)(x, y) jest rozwiązaniem układu równań {2x−y=7x+3y=0\begin{cases} 2x - y = 7 \\ x + 3y = 0 \end{cases}. Wtedy x+yx + y jest równe:

Zadanie 2

Para liczb (x,y)(x, y) jest rozwiązaniem układu równań {3x+2y=85x−2y=8\begin{cases} 3x + 2y = 8 \\ 5x - 2y = 8 \end{cases}. Wtedy x⋅yx \cdot y jest równe:

Zadanie 3

Ola jest o 4 lata starsza od Kuby. Za 3 lata suma ich wieku będzie równa 30 lat. Ile lat ma teraz Kuba?

Zadanie 4

Proste o równaniach 2x+y=12x + y = 1 oraz x−y=5x - y = 5 przecinają się w punkcie PP. Punkt PP leży:

Zadanie 5

W układzie współrzędnych narysowano dwie proste: prosta kk przechodzi przez punkty (0,3)(0, 3) i (3,0)(3, 0), a prosta ll przez punkty (0,−2)(0, -2) i (1,0)(1, 0). Układem równań, którego interpretacją geometryczną są te proste, jest:

Zadanie 6

Układ równań {3x+y=46x+2y=8\begin{cases} 3x + y = 4 \\ 6x + 2y = 8 \end{cases}:

Zadanie egzaminacyjne arkusz CKE · zadanie 10

Na rysunku przedstawiono interpretację geometryczną w kartezjańskim układzie współrzędnych (x,y)(x, y) jednego z niżej zapisanych układów równań A–D.

Rysunek do zadania CKE 10

Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.

Układem równań, którego interpretację geometryczną przedstawiono na rysunku, jest

Zadania z arkuszy CKE na ten temat

Wszystkie arkusze →

Prawdziwe zadania egzaminacyjne z tego tematu — z odpowiedzią i rozwiązaniem krok po kroku.

Filmy, które pomogą

Krótkie wytłumaczenia z różnych kanałów.

Układy równań liniowych — metoda podstawiania Zaliczone na 5!
Układy równań — całościowe omówienie Lernado

Najczęstsze pytania

Jak rozwiązać układ równań metodą podstawiania?

Z jednego równania wyznacz jedną niewiadomą, np. y=3x−7y = 3x - 7, i wstaw to wyrażenie w nawiasie do drugiego równania. Rozwiąż równanie z jedną niewiadomą, a drugą oblicz z wyznaczonego wzoru.

Na czym polega metoda przeciwnych współczynników?

Mnożymy równanie tak, by przy jednej niewiadomej stały liczby przeciwne, i dodajemy równania stronami — ta niewiadoma znika. Z 3x+2y=43x + 2y = 4 i 5x−4y=145x - 4y = 14 po pomnożeniu pierwszego przez 22 i dodaniu: 11x=2211x = 22.

Co to jest układ sprzeczny i nieoznaczony?

Układ sprzeczny nie ma rozwiązań — proste są równoległe i różne (lewe strony proporcjonalne, prawe nie). Układ nieoznaczony ma nieskończenie wiele rozwiązań — oba równania opisują tę samą prostą.

Jak sprawdzić, ile rozwiązań ma układ równań?

Sprawdź, czy jedno równanie jest wielokrotnością drugiego: całe — układ nieoznaczony, tylko lewa strona — sprzeczny. W przeciwnym razie proste się przecinają i układ ma jedno rozwiązanie — ich punkt wspólny.

Jaka jest interpretacja geometryczna układu równań?

Każde równanie liniowe to prosta, a rozwiązanie układu to punkt wspólny obu prostych. Np. proste y=2x−5y = 2x - 5 i y=−x+4y = -x + 4 przecinają się w punkcie (3,1)(3, 1).

Aktualizacja:

Powiązane tematy

Wszystkie tematy →

Sprawdź, co już umiesz — zrób darmową diagnozę

Diagnoza jest bezpłatna, a na start wystarczą imię i klasa — bez adresu e-mail. To test w Compass — platformie diagnostyczno-adaptacyjnej z AI (35 pytań, zwykle 15–30 minut), który pokaże, które tematy matury podstawowej już umiesz, a które trzeba powtórzyć. E-mail podajesz po teście, jeśli chcesz zapisać wynik i dostać lekcje i zadania dobrane do niego.

Zrób darmową diagnozę