线性方程使我们能够解释周围发生的许多物理现象。例如,一列火车在两个站点之间以恒定速度运行,即坠落物体的速度。甚至我们画在纸上的直线也可以数学上以线性方程的形式表示。两个变量中的线性方程式可以在2D图上表示为直线。让我们以正式的方式来看一下它们。
两个变量的线性方程
两个变量中的线性方程表示为:
ax + by + c = 0
这里的a,b和c是实数。 a和b都不应该为零。
线性方程的解
线性方程的解是满足给定方程的那些点(x,y)。线性方程有无限多种可能的解。在求解线性方程式时,我们必须牢记一些注意事项。线性方程的解在以下情况下不受影响:
- 从方程式的两侧相加或相减相同的数字或项。
- 我们将相同的数字乘以方程式的两边。
问题:找出方程y + 2x = 4的不同解。
解决方案:
To find out the different solutions in general. Let’s assume one variable and find out the value of other variable.
Let’s say x = 0, then
y + 2.0 = 4
⇒ y = 4.
Again let’s say x = 2, then
y + 2.2 = 4
⇒ y = 0
Similarly, for x = 3, y = -2.
So, like this many solutions can be found for the given linear equation.
现在让我们看看如何在图形上绘制这些解决方案。
在图上绘制解决方案
两个变量中的线性方程的解在图中形成一条直线。在线性方程图中可以观察到某些类型的模式。这些线性方程有时会经过原点,有时会平行于x轴或y轴,并且大部分时间都是偏斜的。我们将通过示例来研究所有这些情况
假设我们有一个方程y = 4x – 5。
将x = 0,我们得到y = -5。同样,让我们输入x的不同值并找出y的值。找到足够的值后,我们将它们全部合并成一条直线。
x | 0 | 1 | 2 | 3 | …. |
y | 4 | 2 | 0 | -2 | …. |
该方程的图形如下所示:
平行于x轴和y轴的线方程
有时,线性方程式在图表上绘制时会变得平行于x轴或y轴。什么时候发生?那是什么意思呢?
对于形式的一般方程式
y – k = 0
或者
x – k = 0
其中k是任何实常数。
在一个一维平面中,这些等式将表示一个点x = k或y = k。但是,当用两个变量将它们表示为线性方程式时,它们表示平行于轴的线。让我们看看这是如何发生的。
x – 2当用两个变量表示为方程时,将看起来像x + 0.y – 2 =0。让我们找到该方程的解,并将其绘制出来。注意,方程不受y的任何值影响。因此,y的所有值都可以包含在公式中。满足方程式的x的唯一值是x = 2。
因此,
x | 0 | 1 | 2 | 3 |
y | -5 | -1 | 3 | 7 |
可以对等式y – 2 = 0做类似的分析,其中x的值不影响等式,因此所有x的值都可以包含在等式中。
因此,
x | 2 | 2 | 2 | 2 |
y | -5 | -3 | 3 | 10 |
方程通过原点
有些方程式有(0,0)作为解。此类方程的图将始终通过原点。例如:
y = 2x
(0,0)满足这些方程式,这意味着它是解之一,并且该方程式的图形现在必须通过原点。让我们通过找出其他解决方案来绘制其图形。
x | -5 | -3 | 3 | 5 |
y | 2 | 2 | 2 | 2 |
请注意,这些方程式为
y = kx
在这种情况下,常数“ c”始终为零。如果不为零,则这些方程式不能以(0,0)作为解。
让我们来看看与我们到目前为止研究的这些概念相关的样本问题。
样本问题
问题1:给出5x + 2y = 10的几何表示。
回答:
Let’s find out the solutions to this equation. Assume values for one variable, reduce the equation to a single variable form and then find out the value for other variable.
x | 0 | 1 | 2 | … |
y | 2 | 2.5 | 0 | …. |
问题2:给出x = 10的几何表示。
解决方案:
As explained in the previous sections, this can be represented as,
x + 0.y = 10
Now for x = 10 and any other value of “y” it will work. So, the solutions are (10,y) where y can be anything.
问题3:绘制方程4x = 2y的图形。
解决方案:
Let’s find out the solutions to this equation. Assume values for one variable, reduce the equation to a single variable form and then find out the value for other variable.
x | 0 | 1 | 2 | … |
y | 0 | 2 | 4 | …. |
问题4:我们有一个方程3x + ay =12。众所周知,(2,3)是该方程的解。找出a的值。
解决方案:
The solution the equation should satisfy it. (2,3) is a solution.
3(2) + a(3) = 12
⇒ 6 + 3a = 12
⇒ 3a = 6
⇒ a = 2.
问题5:我们知道施加到身体的力与加速度成正比。比例是由身体的质量给定的。假设有一个5Kg的物体。绘制该物体的力和加速度曲线。
解决方案:
It’s given that force applied to the body is directly proportional to its acceleration. Let’s say “F” is the force applied and “a” is the acceleration.
F = ka
Here,”k” is the constant of proportionality which is given by the mass of the body.
So, the equation becomes
F = 5a
Now let’s plot the solutions to this equation,
a | 0 | 1 | 2 | 3 |
F | 0 | 5 | 10 | 15 |
问题6:给出y = 5的几何表示为
- 一变量方程
- 二变量方程
解决方案:
1. One Variable equation.
y = 5 has only one solution, y = 5. It can be represented on number line
2. Two Variable Equation
y = 5 can be represented as 0.x + y = 5.
Plotting the solutions to this,
x | 0 | 2 | -10 |
y | 5 | 5 | 5 |