Калькулятор систем уравнений 2×2 онлайн
Бесплатный онлайн-калькулятор для решения систем двух линейных уравнений с двумя неизвестными. Решает методом Крамера с пошаговым объяснением и проверкой. Идеально для школьников 7-9 классов.
Система a₁x + b₁y = c₁; a₂x + b₂y = c₂
Как подготовить систему
Запишите обе строки в форме a₁x+b₁y=c₁ иa₂x+b₂y=c₂. Переносите свободные члены вправо с правильным знаком. Коэффициенты вводятся отдельно, допускаются точка, запятая иE-запись. Свободный ввод выражений, умножение переменных и системы 3×3 здесь не поддерживаются.
Проверенный пример с подстановкой
2x+3y=12 иx−y=1: D=−5,Dₓ=−15,Dᵧ=−10. Поэтому x=3,y=2. Подстановка:2×3+3×2=12 и 3−2=1. Обе проверки выполняются точно рационально.
Пример, в котором определителей недостаточно
0x+0y=1 и 0x+0y=2 не имеют решений, хотя D,Dₓ,Dᵧ равны нулю. Противоречивые нулевые строки проверяются до Крамера. Система x+y=1,2x+2y=2 имеет бесконечно много решений, а x+y=1,2x+2y=3 — ни одного.
Формулы и точность
| Показатель | Формула |
|---|---|
| D | a₁b₂−a₂b₁ |
| Dₓ | c₁b₂−c₂b₁ |
| Dᵧ | a₁c₂−a₂c₁ |
| При D≠0 | x=Dₓ/D,y=Dᵧ/D |
Для конечных десятичных коэффициентов определители точные, близкие значения не склеиваются произвольным порогом. Рациональные ответы и подстановки точные. Численный график двух невырожденных не вертикальных прямых — иллюстрация в указанном окне; очень близкие прямые могут визуально сливаться. Вертикальные и нулевые строки остаются в табличном решении.
Что такое система уравнений?
Система линейных уравнений — это два или более уравнений, которые должны выполняться одновременно. Решение системы — это значения переменных, которые удовлетворяют всем уравнениям сразу.
a₁x + b₁y = c₁
a₂x + b₂y = c₂
Метод Крамера
Метод Крамера — это способ решения систем линейных уравнений через определители. Он работает, когда определитель системы D ≠ 0.
Формулы метода Крамера
| Определитель | Формула |
|---|---|
| D (главный) | D = a₁b₂ − a₂b₁ |
| Dx | Dx = c₁b₂ − c₂b₁ |
| Dy | Dy = a₁c₂ − a₂c₁ |
x = Dx / D, y = Dy / D
Случаи решений системы
| Условие | Решение |
|---|---|
| D ≠ 0 | Единственное решение (x, y) |
| D = 0, Dx = 0, Dy = 0; нет строки 0x + 0y = c при c ≠ 0 | Бесконечно много решений |
| D = 0, Dx ≠ 0 или Dy ≠ 0 | Нет решений (противоречие) |
Примеры решения
Пример 1: Единственное решение
Решите систему:
2x + 3y = 12
x − y = 1
- D = 2×(−1) − 1×3 = −2 − 3 = −5
- Dx = 12×(−1) − 1×3 = −12 − 3 = −15
- Dy = 2×1 − 1×12 = 2 − 12 = −10
- x = Dx/D = −15/−5 = 3
- y = Dy/D = −10/−5 = 2
Ответ: x = 3, y = 2
Проверка: 2×3 + 3×2 = 12 ✓ и 3 − 2 = 1 ✓
Пример 2: Нет решений
Решите систему:
x + y = 3
2x + 2y = 7
- D = 1×2 − 2×1 = 0
- Dx = 3×2 − 7×1 = −1 ≠ 0
Ответ: система не имеет решений (уравнения противоречат друг другу).
Другие методы решения систем
- Метод подстановки — выразить одну переменную через другую и подставить
- Метод сложения (элиминации) — сложить или вычесть уравнения, чтобы исключить переменную
- Графический метод — построить прямые и найти точку пересечения
- Метод Крамера — через определители (используется в нашем калькуляторе)
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Что такое определитель системы?
Определитель D = a₁b₂ − a₂b₁ показывает, имеет ли система единственное решение. Если D ≠ 0 — решение единственное.
Можно ли решать системы 3×3 в этой форме?
Нет, здесь вводятся шесть коэффициентов двух линейных уравнений с неизвестными x и y: a₁x + b₁y = c₁ и a₂x + b₂y = c₂. Метод Крамера в общей теории применим и к квадратным системам большего размера при ненулевом определителе, но третьего уравнения и неизвестного z в этом калькуляторе нет.
Как перенести уравнения в поля коэффициентов?
Сначала запишите их в указанном виде, перенеся свободные числа вправо. Для 2x + 3y = 12 и x − y = 1 введите 2, 3, 12 в первую строку и 1, −1, 1 во вторую. Результат: x = 3, y = 2; подстановка даёт 2 × 3 + 3 × 2 = 12 и 3 − 2 = 1.
Что означает нулевой определитель?
Он означает, что единственное решение по формулам Крамера получить нельзя. Уравнения могут противоречить друг другу или задавать бесконечно много решений. Например, x + y = 2 и 2x + 2y = 4 описывают одну прямую, а при правой части 5 во втором уравнении решений нет. Калькулятор проверяет определители и отдельно противоречие вида 0x + 0y = c при c ≠ 0.
Можно ли вводить дробные коэффициенты?
Да, используйте конечную десятичную запись с точкой или запятой, например 0,5, либо E-запись. Выражение 1/2 в поле коэффициента не принимается: введите 0,5. Определители вычисляются точной рациональной арифметикой для введённых десятичных значений; погрешность самих исходных измерений форма не оценивает.
Зачем смотреть подстановку и график?
Для единственного решения таблица показывает x, y и проверку в обоих исходных уравнениях. Сравните правые части с введёнными c₁ и c₂. График — вспомогательная численная иллюстрация; для вертикальной прямой он не строится, но ответ и проверка остаются в таблице.
Нашли ошибку или не хватает функций?
Если калькулятор работает неправильно, вы заметили неточность или хотите предложить улучшение — расскажите нам. Ваши замечания помогают сделать сервис удобнее и полезнее.