4.2: رسم بياني للمعادلات الخطية في متغيرين
- Page ID
- 200288
في نهاية هذا القسم، ستكون قادرًا على:
- تعرف على العلاقة بين حلول المعادلة ورسمها البياني.
- قم برسم معادلة خطية برسم النقاط.
- رسم الخطوط الرأسية والأفقية.
قبل البدء، قم بإجراء اختبار الاستعداد هذا.
- قم بتقييم\(3x+2\) متى\(x=−1\).
إذا فاتتك هذه المشكلة، راجع التمرين 1.5.34. - حل\(3x+2y=12\) من أجلك بشكل عام.
إذا فاتتك هذه المشكلة، راجع التمرين 2.6.16.
تعرف على العلاقة بين حلول المعادلة وتمثيلها البياني
في القسم السابق، وجدنا العديد من الحلول للمعادلة\(3x+2y=6\). يتم سردها في الجدول\(\PageIndex{1}\). إذن، الأزواج المرتبة (0,3)، (2,0)،\((1,\frac{3}{2})\) وهي بعض الحلول للمعادلة\(3x+2y=6\). يمكننا رسم هذه الحلول في نظام الإحداثيات المستطيل كما هو موضح في الشكل\(\PageIndex{1}\).
3 × × 2 سنة = 6 | ||
س | ص | (س، ص) |
0 | 3 | (0,3) |
2 | 0 | (2,0) |
1 | \(\frac{3}{2}\) | \((1, \frac{3}{2})\) |
لاحظ كيف تصطف النقاط بشكل مثالي؟ نقوم بتوصيل النقاط بخط للحصول على الرسم البياني للمعادلة 3x+2y=6. انظر الشكل\(\PageIndex{2}\). لاحظ الأسهم الموجودة على طرفي كل جانب من الخط. تشير هذه الأسهم إلى استمرار الخط.
كل نقطة على الخط هي حل المعادلة. أيضًا، كل حل لهذه المعادلة هو نقطة على هذا الخط. النقاط غير الموجودة على الخط ليست حلولًا.
لاحظ أن النقطة التي إحداثياتها (−2,6) تقع على الخط الموضح في الشكل\(\PageIndex{3}\). إذا قمت باستبدال x=−2 و y=6 في المعادلة، ستجد أنها حل للمعادلة.
لذا فإن النقطة (−2,6) هي حل المعادلة\(3x+2y=6\). (غالبًا ما يتم اختصار عبارة «النقطة التي إحداثياتها (−2,6)» إلى «النقطة (−2,6)».)
الرسم البياني للمعادلة الخطية Ax+By=C هو خط.
- كل نقطة على الخط هي حل المعادلة.
- كل حل لهذه المعادلة هو نقطة على هذا الخط.
يظهر الرسم البياني لـ y=2x−3.
بالنسبة لكل زوج تم طلبه، قرر:
- هل يمثل الزوج المرتب حلاً للمعادلة؟
- هل النقطة على الخط؟
(0، −3) (ب 3، 3) (ج) (2، −3) (−1، −5)
- إجابة
-
استبدل قيم x - و y - في المعادلة للتحقق مما إذا كان الزوج المرتب حلاً للمعادلة.
- 1.
- 2. ارسم النقاط A (0,3)، B (3,3)، C (2، −3)، وD (−1، −5).
-
النقاط التي تمثل حلًا لـ y=2x−3 موجودة على الخط، لكن النقطة التي لا تمثل حلًا ليست على الخط.
تقع النقاط (0,3) و (3,3) و (−1, −5) على الخط y=2x−3، والنقطة (2، −3) ليست على الخط.
استخدم الرسم البياني لـ y=3x−1 لتحديد ما إذا كان كل زوج مرتب هو:
- حل للمعادلة.
- على الخط.
- (0، −1)
- (2,5)
- إجابة
-
- نعم، نعم
- نعم، نعم
استخدم الرسم البياني لـ y=3x−1 لتحديد ما إذا كان كل زوج مرتب هو:
- حل للمعادلة
- على الخط
- (3، −1)
- (−1، −4)
- إجابة
-
- لا، لا
- نعم، نعم
رسم معادلة خطية بيانيًا عن طريق رسم النقاط
هناك العديد من الطرق التي يمكن استخدامها لرسم معادلة خطية. تُسمى الطريقة التي استخدمناها للرسم البياني 3x+2y=6 نقاط الرسم، أو طريقة الرسم بالنقاط.
قم برسم المعادلة y=2x+1 برسم النقاط.
- إجابة
رسم المعادلة بيانيًا عن طريق رسم النقاط: y=2x−3.
- إجابة
رسم المعادلة بيانيًا عن طريق رسم النقاط: y=−2x+4.
- إجابة
فيما يلي ملخص للخطوات التي يجب اتخاذها عند رسم معادلة خطية برسم النقاط.
- ابحث عن ثلاث نقاط تمثل إحداثياتها حلولًا للمعادلة. قم بتنظيمها في جدول.
- ارسم النقاط في نظام إحداثيات مستطيل. تحقق من أن النقاط تصطف. إذا لم يفعلوا ذلك، تحقق بعناية من عملك.
- ارسم الخط من خلال النقاط الثلاث. قم بتوسيع الخط لملء الشبكة ووضع الأسهم على طرفي الخط.
صحيح أن تحديد الخط يتطلب نقطتين فقط، ولكن من الجيد استخدام ثلاث نقاط. إذا قمت برسم نقطتين فقط وكانت إحداهما غير صحيحة، فلا يزال بإمكانك رسم خط ولكنه لن يمثل حلول المعادلة. سيكون الخط الخطأ.
إذا استخدمت ثلاث نقاط، وكانت واحدة غير صحيحة، فلن تصطف النقاط. هذا يخبرك بوجود خطأ ما وتحتاج إلى التحقق من عملك. انظر إلى الفرق بين الجزء (أ) والجزء (ب) في الشكل\(\PageIndex{4}\).
دعونا نفعل مثالاً آخر. هذه المرة، سنعرض الخطوتين الأخيرتين كلها على شبكة واحدة.
رسم بياني للمعادلة y=−3x.
- إجابة
-
ابحث عن ثلاث نقاط تمثل حلولًا للمعادلة. هنا، مرة أخرى، من الأسهل اختيار قيم لـ x. هل ترى السبب؟
-
نسرد النقاط في الجدول\(\PageIndex{2}\).
طاولة\(\PageIndex{2}\) ص = −3x س ص (س، ص) 0 0 (0,0) 1 −3 (1، −3) −2 6 (−2,6) ارسم النقاط وتحقق من أنها تصطف وارسم الخط.
رسم المعادلة بيانيًا عن طريق رسم النقاط: y=−4x.
- إجابة
رسم المعادلة برسم النقاط: y=x.
- إجابة
عندما تتضمن المعادلة كسرًا كمعامل x، يظل بإمكاننا استبدال أي أرقام بـ x. لكن الرياضيات تصبح أسهل إذا قمنا باختيارات 'جيدة' لقيم x. بهذه الطريقة سوف نتجنب إجابات الكسور، التي يصعب رسمها بيانيًا بدقة.
رسم المعادلة بيانيًا\(y = \frac{1}{2}x + 3\).
- إجابة
-
ابحث عن ثلاث نقاط تمثل حلولًا للمعادلة. نظرًا لأن هذه المعادلة تحتوي على الكسر\(\frac{1}{2}\) كمعامل x، فسنختار قيم x بعناية. سنستخدم الصفر كخيار واحد ومضاعفات 2 للاختيارات الأخرى. لماذا تعتبر مضاعفات 2 اختيارًا جيدًا لقيم x؟
-
يتم عرض النقاط في الجدول\(\PageIndex{3}\).
طاولة\(\PageIndex{3}\) ص = 12 × +3 س ص (س، ص) 0 3 (0,3) 2 4 (2,4) 4 5 (4,5) -
ارسم النقاط وتحقق من أنها تصطف وارسم الخط.
رسم المعادلة بيانيًا\(y = \frac{1}{3}x - 1\).
- إجابة
رسم المعادلة بيانيًا\(y = \frac{1}{4}x + 2\).
- إجابة
حتى الآن، جميع المعادلات التي قمنا بتمثيلها بيانيًا تحتوي على y بدلالة x، والآن سنرسم معادلة بـ x و y على نفس الجانب. دعونا نرى ما يحدث في المعادلة 2x+y=3. إذا كانت y=0 فما قيمة x؟
تحتوي هذه النقطة على كسر للإحداثيات x، وبينما يمكننا رسم هذه النقطة بيانيًا، فمن الصعب رسم الكسور بيانيًا بدقة. تذكر في المثال y=12x+3 أننا اخترنا بعناية قيم x حتى لا نرسم الكسور بيانيًا على الإطلاق. إذا قمنا بحل المعادلة 2x+y=3 لـ y، فسيكون من الأسهل إيجاد ثلاثة حلول للمعادلة.
\[\begin{aligned} 2 x+y &=3 \\ y &=-2 x+3 \end{aligned}\]
تظهر حلول x=0 وx=1 وx=−1 في الجدول\(\PageIndex{4}\). يظهر الرسم البياني في الشكل\(\PageIndex{5}\).
2x+y = 3 | ||
س | ص | (س، ص) |
0 | 3 | (0,3) |
1 | 1 | (1,1) |
−1−1 | 5 | (−1,5) |
هل يمكنك تحديد النقطة\((\frac{3}{2}, 0)\) التي وجدناها عن طريق ترك y=0، على الخط؟
رسم بياني للمعادلة 3x+y=−1.
- إجابة
-
\(\begin{array}{lrll} { \text { Find three points that are solutions to the equation. } } & {3 x+y} &{=} &{-1} \\ {\text { First solve the equation for } y.} &{y} &{=} &{-3 x-1} \end{array}\)
سنترك x هي 0 و1 و−1 لإيجاد 3 نقاط. يتم عرض الأزواج المرتبة في الجدول\(\PageIndex{5}\). ارسم النقاط وتحقق من أنها تصطف وارسم الخط. انظر الشكل\(\PageIndex{6}\).
طاولة\(\PageIndex{5}\) 3x+y=−1 س ص (س، ص) 0 −1 (0، −1) 1 −4 (1، −4) −1 2 (−1,2)
رسم بياني للمعادلة 2x+y=2.
- إجابة
رسم بياني للمعادلة 4x+y=−3.
- إجابة
إذا كان بإمكانك اختيار أي ثلاث نقاط لرسم خط، فكيف ستعرف ما إذا كان الرسم البياني الخاص بك يطابق الرسم البياني الموضح في الإجابات في الكتاب؟ إذا كانت النقاط التي تتقاطع فيها الرسوم البيانية مع محور x - و y - هي نفسها، فإن الرسوم البيانية تتطابق!
\(\PageIndex{13}\)تمت كتابة المعادلة في التمرين في شكل قياسي، مع وجود كل من x و y على نفس الجانب. لقد حللنا هذه المعادلة لـ y في خطوة واحدة فقط. ولكن بالنسبة للمعادلات الأخرى في الشكل القياسي، ليس من السهل حلها لـ y، لذلك سنتركها في شكل قياسي. لا يزال بإمكاننا إيجاد نقطة أولى لرسمها عن طريق ترك x=0 وحل y. يمكننا رسم نقطة ثانية بترك y=0 ثم حلها لـ x. ثم سنقوم برسم نقطة ثالثة باستخدام قيمة أخرى لـ x أو y.
رسم المعادلة بيانيًا\(2x−3y=6\).
- إجابة
-
\(\begin{array}{lrll} \text { Find three points that are solutions to the } & 2 x-3 y &= &6 \\ \text { equation. } & 2 x-3 y&=&6 \\ \text { First let } x=0 . & 2(0)-3 y&=&6 \\ \text { Solve for } y . &-3 y&=&6 \\ & y&=&-2 \\\\ \text { Now let } y=0 . & 2 x-3(0)&=&6 \\ \text { Solve for } x . & 2 x&=&6 \\ & x&=& 3 \\ \\ \text{ We need a third point. Remember, we can}&2(6)-3 y &=&6 \\ \text{ choose any value for x or y. We’ll let x = 6.}&12-3 y &=&6 \\ \text{ Solve fory.}&-3 y &=&-6 \\ &y &=&2\end{array}\)
نسرد الأزواج المرتبة في الجدول\(\PageIndex{6}\). ارسم النقاط وتحقق من أنها تصطف وارسم الخط. انظر الشكل\(\PageIndex{7}\).
طاولة\(\PageIndex{6}\) 2x−3y=6 س Ty (س، ص) 0 −2 (0، −2) 3 0 (3,0) 6 2 (6,2)
رسم المعادلة بيانيًا\(4x+2y=8\).
- إجابة
رسم المعادلة بيانيًا\(2x−4y=8\).
- إجابة
رسم بياني للخطوط الرأسية والأفقية
هل يمكننا رسم معادلة بمتغير واحد فقط؟ فقط x وليس y، أو y فقط بدون x؟ كيف سنصنع جدول القيم للحصول على النقاط المراد رسمها؟
لننظر في المعادلة x=−3. تحتوي هذه المعادلة على متغير واحد فقط، x. تقول المعادلة أن x تساوي دائمًا −3، وبالتالي فإن قيمتها لا تعتمد على y، وبغض النظر عن y، فإن قيمة x هي دائمًا −3.
لإنشاء جدول قيم، اكتب −3 لكل قيم x. ثم اختر أية قيم لـ y. بما أن x لا تعتمد على y، يمكنك اختيار أي أرقام تريدها. ولكن لملاءمة النقاط على الرسم البياني الإحداثي الخاص بنا، سنستخدم 1 و 2 و 3 للإحداثيات y. راجع الجدول\(\PageIndex{7}\)
x=−3 | ||
---|---|---|
س | ص | (س، ص) |
−3 | 1 | (−3,1) |
−3 | 2 | (−3,2) |
−3 | 3 | (−3,3) |
ارسم النقاط من الجدول\(\PageIndex{7}\) وقم بتوصيلها بخط مستقيم. لاحظ في الشكل\(\PageIndex{8}\) أننا رسمنا خطًا رأسيًا.
الخط العمودي هو رسم بياني لمعادلة من النموذج x=a.
يمر الخط عبر المحور x عند (a، 0).
رسم بياني للمعادلة x=2.
- إجابة
-
تحتوي المعادلة على متغير واحد فقط، x، و x يساوي دائمًا 2. نقوم بإنشاء جدول\(\PageIndex{8}\) حيث x دائمًا 2 ثم نضع أي قيم لـ y. الرسم البياني عبارة عن خط عمودي يمر عبر المحور x عند 2. انظر الشكل\(\PageIndex{9}\).
طاولة\(\PageIndex{8}\) س = 2 س ص (س، ص) 2 1 (2,1) 2 2 (2,2) 2 3 (2,3)
رسم المعادلة x=5 بيانيًا.
- إجابة
رسم بياني للمعادلة x=−2.
- إجابة
ماذا لو كانت المعادلة تحتوي على y ولكن لا تحتوي على x؟ دعونا نرسم المعادلة y=4. هذه المرة تكون القيمة y - ثابتة، لذلك في هذه المعادلة، لا تعتمد y على xx. املأ 4 لكل حرف y في الجدول\(\PageIndex{9}\) ثم اختر أي قيم لـ x. سنستخدم 0 و 2 و 4 للإحداثيات x.
ص = 4 | ||
س | ص | (س، ص) |
0 | 4 | (0,4) |
2 | 4 | (2,4) |
4 | 4 | (4,4) |
الرسم البياني هو خط أفقي يمر عبر المحور y عند 4. انظر الشكل\(\PageIndex{10}\).
الخط الأفقي هو الرسم البياني لمعادلة من النموذج y=b.
يمر الخط عبر المحور y عند (0، b).
رسم بياني للمعادلة y=−1.
- إجابة
-
تحتوي المعادلة y=−1y=−1 على متغير واحد فقط، y. قيمة y ثابتة. جميع الأزواج المرتبة في الجدول\(\PageIndex{10}\) لها نفس الإحداثيات y. الرسم البياني عبارة عن خط أفقي يمر عبر المحور y عند −1−1، كما هو موضح في الشكل\(\PageIndex{11}\).
طاولة\(\PageIndex{10}\) y=−1 س ص (س، ص) الطاقة−1 (0، −1) −1 (3، −1) −3 −1 (−3، −1) - الشكل\(\PageIndex{11}\)
ارسم المعادلة y=−4 بيانيًا.
- إجابة
رسم المعادلة y=3 بيانيًا.
- إجابة
تبدو معادلات الخطوط الرأسية والأفقية مشابهة جدًا لمعادلات مثل y=4x. ما الفرق بين المعادلات y=4x و y=4؟
تحتوي المعادلة y=4x على كل من x و y. تعتمد قيمة y على قيمة x. تتغير الإحداثيات y وفقًا لقيمة x. تحتوي المعادلة y=4 على متغير واحد فقط. قيمة y ثابتة. يكون الإحداثي y دائمًا 4. لا تعتمد على قيمة x. انظر الجدول\(\PageIndex{11}\).
ص = 4x | ص = 4 | |||||
س | ص | (س، ص) | س | ص | (س، ص) | |
0 | 0 | (0,0) | 0 | 4 | (0,4) | |
1 | 4 | (1,4) | 1 | 4 | (1,4) | |
2 | 8 | (2,8) | 2 | 4 | (2,4) |
لاحظ، في الشكل\(\PageIndex{12}\)، المعادلة y=4x تعطي خطًا مائلًا، بينما y=4 تعطي خطًا أفقيًا.
الرسم البياني y=−3x و y=−3 في نفس نظام الإحداثيات المستطيل.
- إجابة
-
لاحظ أن المعادلة الأولى تحتوي على المتغير x، بينما الثانية لا تحتوي على المتغير. انظر الجدول\(\PageIndex{12}\). يظهر الرسمان البيانيان في الشكل\(\PageIndex{13}\).
طاولة\(\PageIndex{12}\) ص = −3x y=−3 س ص (س، ص) س ص (س، ص) (0,0) −3 (0، −3) −3 (1، −3) −3 (1، −3) −6 (2، −6) −3 (2، −3) - الشكل\(\PageIndex{13}\)
الرسم البياني y=−4x وy=−4 في نفس نظام الإحداثيات المستطيلة.
- إجابة
الرسم البياني y=3 و y=3x في نفس نظام الإحداثيات المستطيل.
- إجابة
المفاهيم الرئيسية
- رسم معادلة خطية بيانيًا عن طريق رسم النقاط
- ابحث عن ثلاث نقاط تمثل إحداثياتها حلولًا للمعادلة. قم بتنظيمها في جدول.
- ارسم النقاط في نظام إحداثيات مستطيل. تحقق من أن النقاط تصطف. إذا لم يفعلوا ذلك، تحقق بعناية من عملك!
- ارسم الخط من خلال النقاط الثلاث. قم بتوسيع الخط لملء الشبكة ووضع الأسهم على طرفي الخط.
مسرد المصطلحات
- رسم بياني لمعادلة خطية
- الرسم البياني للمعادلة الخطية Ax+By=C هو خط مستقيم. كل نقطة على الخط هي حل المعادلة. كل حل لهذه المعادلة هو نقطة على هذا الخط.
- خط أفقي
- الخط الأفقي هو رسم بياني لمعادلة من الشكل y=b، ويمر الخط عبر المحور y عند (0، b).
- خط عمودي
- الخط العمودي هو رسم بياني لمعادلة من النموذج x=a، ويمر الخط عبر المحور x عند (a,0).