קליק · מתמטיקה
מערכות משוואות — הצבה וחיבור
פותרים שתי משוואות בשני נעלמים ובודקים את הזוג הסדור בשתיהן.
https://klikedu.app/learn/systems-of-equations1. פתרון הוא זוג מסודר
במערכת עם x ו־y צריך למצוא שני מספרים. כותבים אותם כזוג מסודר (x, y): הראשון מחליף את x והשני את y. סדר המספרים חשוב, משום שלכל נעלם תפקיד משלו. מציאת מספר אחד בלבד עדיין אינה תשובה מלאה למערכת.
דוגמה: איך קוראים את הפתרון (4, 3)?
- המקום הראשון שייך ל־x, לכן x = 4.
- המקום השני שייך ל־y, לכן y = 3.
- למשל בביטוי 2x + y נקבל 2 × 4 + 3 = 11.
תרגול מודרך
מה פירוש הזוג (2, 5) בסדר (x, y)?
- x = 5, y = 2
- x = 2, y = 5
- x = 2, y = 2
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
אם x = 6 ו־y = −1, מהו הזוג (x, y)?
- (6, −1)
- (−1, 6)
- (6, 1)
תשובה: __________________________________________________
2. הזוג חייב לקיים את שני התנאים
מערכת משוואות דורשת שכל התנאים יתקיימו יחד. זוג שמתאים למשוואה אחת אך נכשל בשנייה אינו פתרון. בודקים זאת בהצבה של אותם שני מספרים בשתי המשוואות המקוריות, בלי להחליף ביניהם ובלי לבחור זוג אחר לכל משוואה.
דוגמה: האם (4, 3) פותר x + y = 7 וגם x − y = 1?
- במשוואה הראשונה: 4 + 3 = 7.
- במשוואה השנייה: 4 − 3 = 1.
- שני התנאים מתקיימים באותו זוג, ולכן הוא פתרון.
תרגול מודרך
האם (5, 2) פותר x + y = 7 וגם x − y = 1?
- כן, כי 5 + 2 = 7
- כן, כי 5 − 2 = 3
- לא, כי המשוואה השנייה נכשלת
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
איזה זוג פותר x + y = 8 וגם x − y = 2?
- (4, 4)
- (5, 3)
- (3, 5)
תשובה: __________________________________________________
3. כותבים נעלם בעזרת השני
הצבה מתחילה מביטוי שמראה למה אחד הנעלמים שווה. מבודדים אותו באמצעות אותה פעולה בשני האגפים, בדיוק כמו במשוואה עם נעלם אחד. עדיין לא יודעים את ערכו המספרי, אבל כבר אפשר לתאר אותו בעזרת הנעלם האחר.
דוגמה: בודדו את y במשוואה x + y = 7.
- מחסרים x משני האגפים: x + y − x = 7 − x.
- מקבלים y = 7 − x.
- לכל זוג שמקיים את המקור, אפשר להחליף את y בביטוי 7 − x.
תרגול מודרך
בודדו y במשוואה x + y = 10.
- y = x − 10
- y = 10 − x
- y = 10 + x
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
בודדו y במשוואה 2x + y = 9.
- y = 9 + 2x
- y = 9 − x
- y = 9 − 2x
תשובה: __________________________________________________
4. מחליפים בביטוי ששווה לנעלם
אם משוואה אחת אומרת y = x + 2, מותר לכתוב x + 2 במקום y במשוואה השנייה. זו החלפה של גודל בביטוי השווה לו. כך נשאר רק נעלם אחד, שאותו אפשר לפתור בעזרת פעולות הפוכות ושמירה על השוויון.
דוגמה: הציבו y = x + 2 בתוך x + y = 8.
- מחליפים את y בביטוי כולו: x + (x + 2) = 8.
- מכנסים עותקים של x: 2x + 2 = 8.
- מחסרים 2 ומחלקים ב־2: x = 3.
- מציבים בחזרה: y = 3 + 2 = 5.
- הפתרון הוא (3, 5). בבדיקה: 5 = 3 + 2 וגם 3 + 5 = 8.
תרגול מודרך
מה מתקבל מהצבת y = x + 1 במשוואה x + y = 7?
- x + (x + 1) = 7
- x + y + 1 = 7
- x + x = 8
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
במערכת y = x + 4 וגם x + y = 10, מהו x?
- 7
- 6
- 3
תשובה: __________________________________________________
5. סוגריים שומרים על סימני ההצבה
כשנעלם מופיע אחרי מינוס, מחליפים אותו בביטוי בתוך סוגריים. החיסור חל על הביטוי כולו. אחרי ההצבה פותחים את הסוגריים: כפל ב־−1 מחליף את סימן כל איבר, ולכן מינוס לפני הפרש עשוי ליצור חיבור.
דוגמה: הציבו y = 7 − x בתוך x − y = 1.
- מחליפים את y: x − (7 − x) = 1.
- פותחים בזהירות: x − 7 + x = 1.
- מכנסים: 2x − 7 = 1, ולכן 2x = 8 ו־x = 4.
תרגול מודרך
מהו x − (9 − x) לאחר פישוט?
- −9
- 2x − 9
- 9
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
במערכת y = 8 − x וגם x − y = 2, מהו x?
- 3
- 6
- 5
תשובה: __________________________________________________
6. חוזרים כדי למצוא את הנעלם השני
אחרי שמצאנו x, משתמשים באחת המשוואות כדי למצוא את y. בוחרים משוואה פשוטה ומציבים את הערך המספרי במקום x. אחר כך כותבים זוג מסודר ובודקים אותו בשתי המשוואות, כי המערכת ביקשה שני מספרים שמתאימים יחד.
דוגמה: במערכת y = 7 − x וגם x − y = 1 מצאנו x = 4. השלימו.
- מציבים במשוואה המבודדת: y = 7 − 4 = 3.
- הזוג הוא (4, 3).
- בודקים: 3 = 7 − 4 וגם 4 − 3 = 1.
תרגול מודרך
במערכת y = x + 2 וגם x + y = 8 מצאנו x = 3. מה הזוג?
- (3, 5)
- (3, 2)
- (5, 3)
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
במערכת 2x + y = 11 וגם x − y = 1 מצאנו x = 4. מהו y?
- 7
- 3
- 4
תשובה: __________________________________________________
7. מחברים כדי לבטל נעלם
אם שני שוויונות נכונים, גם סכום אגפיהם בהתאמה שווה. כאשר המקדמים של נעלם אחד נגדיים, כמו y ו־−y, הם מתבטלים בחיבור. כך יוצרים משוואה עם נעלם אחד בלי לבודד ביטוי תחילה, וממשיכים בפתרון ובחזרה לנעלם השני.
דוגמה: פתרו 2x + y = 11 וגם x − y = 1 בחיבור.
- מחברים אגפים: 3x + 0y = 12, כלומר 3x = 12.
- מחלקים ב־3: x = 4.
- מציבים ב־x − y = 1: 4 − y = 1, ולכן y = 3.
- הזוג (4, 3) מקיים את שתי המשוואות.
תרגול מודרך
מחברים x + y = 9 עם x − y = 3. מה מתקבל?
- 2x = 6
- 2y = 12
- 2x = 12
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
פתרו x + y = 10 וגם x − y = 4.
- (7, 3)
- (3, 7)
- (6, 4)
תשובה: __________________________________________________
8. מחסרים כשמקדמים שווים
כאשר נעלם מופיע באותו מקדם בשתי משוואות, חיסור יכול לבטל אותו. מחסרים אגף שלם מן האגף המתאים, ולכן שומרים סוגריים סביב המשוואה שמחסרים. אפשר להבין זאת גם ככפל שלה ב־−1 ואז חיבור של שתי המשוואות.
דוגמה: פתרו 2x + y = 11 וגם x + y = 7.
- מחסרים את השנייה מהראשונה: (2x + y) − (x + y) = 11 − 7.
- מקבלים x = 4.
- מציבים ב־x + y = 7: y = 3.
- הזוג הוא (4, 3).
תרגול מודרך
מה מתקבל מחיסור x + y = 5 מתוך 3x + y = 9?
- 2x + 2y = 4
- 2x = 4
- 4x = 14
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
פתרו 3x + y = 13 וגם x + y = 7.
- (6, 1)
- (4, 3)
- (3, 4)
תשובה: __________________________________________________
9. כפל משוואה משנה כל איבר
כפל משוואה במספר שאינו אפס שומר על פתרונותיה, כי שני האגפים גדלים באותו גורם. הכופל חל על כל איבר, כולל המספר שבאגף ימין. משתמשים בפעולה הזאת כדי להכין מקדמים נגדיים או שווים לפני חיבור או חיסור.
דוגמה: כפלו 2x + 3y = 13 ב־2.
- כותבים 2(2x + 3y) = 2 × 13.
- מפלגים: 4x + 6y = 26.
- כל איבר הוכפל, ולכן המשוואה החדשה שקולה למקור.
תרגול מודרך
כפלו x + 2y = 5 ב־3.
- 3x + 6y = 15
- 3x + 2y = 15
- 3x + 6y = 5
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
כפלו 2x − y = 4 ב־−2.
- −4x − 2y = −8
- −4x + 2y = −8
- −4x + 2y = 8
תשובה: __________________________________________________
10. יוצרים מקדמים נגדיים במשוואה אחת
אם המקדמים אינם נגדיים, לפעמים מספיק לכפול אחת המשוואות. בוחרים כופל שיביא את אחד המקדמים להיות הנגדי של חברו. רק אחרי שינוי כל האיברים מחברים; ביטול הנעלם הוא תוצאה של הבחירה בכופל, ולא מחיקה שרירותית.
דוגמה: פתרו x + y = 7 וגם 2x − y = 5 באמצעות ביטול x.
- כופלים את הראשונה ב־−2: −2x − 2y = −14.
- מחברים לשנייה: −3y = −9, ולכן y = 3.
- מציבים בראשונה: x + 3 = 7, ולכן x = 4.
- הזוג הוא (4, 3).
תרגול מודרך
איזה כופל למשוואה x + y = 6 ייצור מקדם x נגדי לזה שב־2x − 3y = 2?
- 2
- −2
- 3
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
פתרו x + y = 5 וגם 2x − 3y = 0.
- (2, 3)
- (5, 0)
- (3, 2)
תשובה: __________________________________________________
11. לפעמים מכינים את שתי המשוואות
כאשר אף מקדם אינו כפולה נוחה של האחר, מוצאים כפולה משותפת למקדמים של הנעלם שרוצים לבטל. כופלים כל משוואה בכופל שלה כדי ליצור ערכים נגדיים. אין צורך שהכופלים יהיו שווים, כי כל משוואה נשארת שקולה לעצמה.
דוגמה: פתרו 2x + 3y = 13 וגם 3x − 2y = 0.
- כופלים את הראשונה ב־2: 4x + 6y = 26.
- כופלים את השנייה ב־3: 9x − 6y = 0.
- מחברים: 13x = 26, ולכן x = 2.
- מציבים בשנייה: 6 − 2y = 0, ולכן y = 3; הזוג (2, 3).
תרגול מודרך
כדי לבטל y בחיבור של 2x + 3y = 13 ו־3x − 2y = 0, אילו כופלים מתאימים לפי הסדר?
- 2 ו־3
- 3 ו־2
- 2 ו־2
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
פתרו 2x + 3y = 12 וגם 3x − 2y = 5.
- (2, 3)
- (3, 2)
- (4, 1)
תשובה: __________________________________________________
12. בוחרים שיטה לפי המבנה
הצבה וחיבור הן דרכים שונות להשתמש באותם תנאים. נעלם שכבר מבודד מזמין הצבה; מקדמים נגדיים מזמינים חיבור. הבחירה נועדה לחסוך צעדים, ולא לקבוע אילו פתרונות קיימים. שתי שיטות חוקיות חייבות להוביל לאותו זוג כאשר יש פתרון יחיד.
דוגמה: איזו התחלה קצרה מתאימה ל־y = 2x + 1 וגם x + y = 10?
- y כבר מבודד במשוואה הראשונה.
- מציבים ישירות: x + (2x + 1) = 10.
- מקבלים 3x = 9, ולכן x = 3 ו־y = 7.
תרגול מודרך
ב־y = x − 2 וגם 3x + y = 10, איזו פעולה מנצלת את הנעלם שכבר מבודד?
- למחוק את y
- להציב x − 2 במקום y
- לחבר רק אגפי ימין
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
ב־2x + y = 11 וגם 3x − y = 9, איזו פעולה מבטלת מיד את y?
- כפל שתי המשוואות ב־2
- הצבת x = 0
- חיבור המשוואות
תשובה: __________________________________________________
13. סתירה אומרת שאין זוג משותף
אם ביטול הנעלמים משאיר משפט שגוי, אין זוג שיכול לקיים את שתי המשוואות יחד. ייתכן שלכל משוואה בנפרד יש הרבה פתרונות, אבל הדרישות סותרות זו את זו. לא מפרשים 0 = 5 כאילו אחד הנעלמים שווה לחמש.
דוגמה: בדקו x + y = 4 וגם x + y = 7.
- מחסרים את הראשונה מהשנייה: 0 = 3.
- אותו סכום אינו יכול להיות גם 4 וגם 7.
- לכן למערכת אין פתרון.
תרגול מודרך
מה מסיקים ממערכת שלאחר פעולות חוקיות נתנה 0 = 5?
- אין פתרון
- x = 5
- אינסוף פתרונות
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
כמה פתרונות יש ל־x + y = 3 וגם 2x + 2y = 8?
- פתרון יחיד
- אין פתרון
- אינסוף פתרונות
תשובה: __________________________________________________
14. אותו קשר פעמיים נותן אינסוף זוגות
אם אחת המשוואות היא כפולה של האחרת, שתיהן מתארות אותו קשר ואינן מספקות שתי דרישות שונות. ביטולן נותן זהות כמו 0 = 0. יש אינסוף זוגות המתאימים לקשר הזה, אבל לא כל זוג אפשרי הוא פתרון.
דוגמה: בדקו x + y = 4 וגם 2x + 2y = 8.
- המשוואה השנייה היא הראשונה כפול 2.
- לכן כל זוג שסכומו 4 מקיים את שתיהן, למשל (1, 3) ו־(2, 2).
- יש אינסוף זוגות כאלה, והם כולם חייבים לקיים y = 4 − x.
תרגול מודרך
מה נכון במערכת x + y = 5 וגם 3x + 3y = 15?
- רק (0, 5) מתאים
- כל זוג מספרים מתאים
- יש אינסוף פתרונות שסכומם 5
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
איזה זוג אינו פתרון של x + y = 4 וגם 2x + 2y = 8?
- (1, 3)
- (0, 0)
- (6, −2)
תשובה: __________________________________________________
15. הפתרונות הם נקודות משותפות
משוואה לינארית בשני נעלמים מתארת ישר של זוגות מתאימים. פתרון מערכת הוא זוג שנמצא על שני הישרים יחד. מפגש יחיד נותן פתרון אחד, ישרים מקבילים שונים אינם נפגשים, וישרים חופפים חולקים אינסוף נקודות ולכן אינסוף פתרונות.
דוגמה: מה אומרת נקודת מפגש (6, 3) של שני ישרי מערכת?
- הנקודה נמצאת על הישר של כל משוואה.
- לכן x = 6 ו־y = 3 מקיימים את שתי המשוואות.
- אם זו נקודת המפגש היחידה, זהו הפתרון היחיד.
תרגול מודרך
שני ישרי מערכת מקבילים ושונים. כמה פתרונות יש?
- אין פתרון
- פתרון אחד
- אינסוף פתרונות
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
שני ישרי מערכת חופפים. מה מספר הפתרונות?
- פתרון אחד
- שני פתרונות
- אינסוף פתרונות
תשובה: __________________________________________________
דוגמה מסכמת
פתרו את המערכת: 2x + y = 11 וגם x − y = 1.
- מחברים את המשוואות: 3x = 12.
- מחלקים ב־3: x = 4.
- מציבים במשוואה השנייה: 4 − y = 1, ולכן y = 3.
- בודקים: 2 × 4 + 3 = 11 וגם 4 − 3 = 1.
- הפתרון הוא (x, y) = (4, 3).
תרגול מסכם
שאלה 1
x + y = 9 וגם x − y = 3. מה x?
________________________________________________________
שאלה 2
y = 2x וגם x + y = 12. מה y?
________________________________________________________
שאלה 3
2x + y = 10 וגם x + y = 7. מה x?
________________________________________________________
שאלה 4
x + y = 4 וגם x + y = 7. כמה פתרונות יש?
________________________________________________________
שאלה 5
x + y = 11 וגם x = 4. מה y?
________________________________________________________
שאלה 6
x + y = 10 וגם x − y = 4. מה x?
________________________________________________________
שאלה 7
2x + y = 13 וגם x − y = 2. מה y?
________________________________________________________
שאלה 8
x + y = 3 וגם 2x + 2y = 8. כמה פתרונות? כתבו מספר.
________________________________________________________
בדיקה עצמית
האם אני יכול/ה להסביר את הרעיון ולפתור שאלה בלי עזרה? אם לא, חוזרים לדוגמה ולרמזים שבאתר.