00:00
00:00
KURSER  / 
Matematik 2
ABC
/  Linjära funktioner

Substitutionsmetoden

Författare:Simon Rybrand
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet

I den här lektionen går vi igenom hur du löser linjära ekvationssystem med substitutionsmetoden. Detta är en algebraisk metod för att lösa linjära ekvationssystem genom att byta ut (substituera) en variabel.

Substitutionsmetoden är tillsammans med additionsmetoden en algebraisk metod för att lösa linjära ekvationssystem. Att substituera betyder att man ”byter ut” eller ”ersätter” något.
Substitutionsmetoden
Principen är att kunna ersätta byta ut (substituera) en variabel i ena ekvationen mot ett uttryck från den andra ekvationen. På det viset blir du av med en variabel och en ekvation blir lösbar. Därefter kan man även ta reda på den andra variabelns värde. Det går också att lösa linjära ekvationssystem grafiskt men det är inte en algebraisk utan en approximativ metod.

Så använder du substitionsmetoden

Substitutionsmetoden

Metoden går ut på att göra följande.

  1. Börja med att lösa ut en variabel i den ena ekvationen. Om en variabel i någon av ekvationerna redan står ensam så använd dig av den.
  2. Substituera (ersätt) variabeln i den andra ekvationen med uttrycket som du har tagit fram. Nu har vi endast en okänd variabel i den ekvationen.
  3. Lös ekvationen.
  4. Lösningen sätts sedan in i någon av ekvationssystemets ekvationer och du får då den sista variabeln.

Räkneexempel

Exempel 1

Lös ekvationssystemet
{yx=2(1)3=6xy(2)\begin{cases} y-x=2 \quad (1) \\ 3=6x-y \quad (2) \end{cases}

Lösning

Vi löser ut yyy från ekvation (1)

yx=2y-x=2yx=2 Addera med x
y=x+2y=x+2y=x+2

Nu kan vi ersätta yyy i ekvation (2) mot x+2x+2x+2. Dvs vi gör en substitution så att vi bara har en variabel xxx i den ekvationen.

3=6x(x+2)3=6x-(x+2)3=6x(x+2)       förenkla HL
3=5x23=5x-23=5x2                   addera båda led med 222 
5=5x5=5x5=5x                           dividera båda led med 555 
x=1x=1x=1

Vi använder att vi skrivit om (1) till y=x+2y=x+2y=x+2 och sätter in x=1x=1x=1 i den ekvationen.
y=1+2=3y=1+2=3y=1+2=3

Nu har vi lösningen till ekvationssystemet, dvs både x-värdet och y-värdet.

{x=1y=3\begin{cases} x=1 \\ y=3 \end{cases}

Lägg märke till att lösningen till ett ekvationssystem inte anges med koordinaterna för en punkt, utan på formen {x=ay=b \begin{cases} x=a \\ y=b  \end{cases} eller  x=ax=ax=a och  y=by=by=b

Exempel 2

De två linjerna 2y2x=22y-2x=22y2x=2 och 3y+2x=213y+2x=213y+2x=21 skapar en triangel tillsammans med y-axeln. Bestäm exakt koordinaterna för triangelns hörn.

Lösning

Den här uppgiften kan vi lösa genom att göra följande.

  1. Använda additionsmetoden för att ta reda på linjernas skärningspunkt med varandra.
  2. Skriva om ekvationerna till formen y=kx+my=kx+my=kx+m. Då får vi linjernas skärningspunkt med y-axeln genom m-värdet.

Vi löser först ekvationssystemet

{2y2x=2(1)3y+6x=21(2)\begin{cases} 2y-2x=2 \quad (1)\\ 3y+6x=21 \quad (2) \end{cases}

Vi börjar med att lösa ut yyy ur ekvation (1)

2y2x=22y-2x=22y2x=2 Dela alla termer med 2
yx=1y-x=1yx=1 
addera med x
y=x+1y=x+1y=x+1

Ny byter vi ut yyy i ekvation (2) mot x+1x+1x+1 och får ekvationen

3(x+1)+6x=213\left(x+1\right)+6x=213(x+1)+6x=21 Förenkla VL
9x+3=219x+3=219x+3=21 Subtrahera med 3
9x=189x=189x=18 Dela med 9
x=2x=2x=2

Nu har vi x=2x=2x=2  och kan sätta in detta värde i ekvation (1)

y=x+1=2+1=3y=x+1=2+1=3y=x+1=2+1=3

Linjerna skär alltså varandra i x=2x=2x=2 och y=3y=3y=3 vilket ger oss ett av triangelns hörn (2,3)\left(2,3\right)(2,3).

Nu går vi vidare och skriver om bägge ekvationerna på formen y=kx+my=kx+my=kx+m.

Ekvation (1)
Denna ekvation har vi redan skrivit om till y=x+1y=x+1y=x+1.
Linjen skär y-axeln där y=1y=1y=1 och x=0x=0x=0 vilket ger oss hörnet (0,1)\left(0,1\right)(0,1).

Ekvation (2)
3y+6x=213y+6x=213y+6x=21    Dividerar med 3
y+2x=7y+2x=7y+2x=7     Subtrahera med 2x
y=2x+7y=-2x+7y=2x+7

Linjen skär yyy -axeln där  y=7y=7y=7 och x=0x=0x=0 vilket ges oss hörnet (0,7)\left(0,7\right)(0,7)

Nu har vi alla koordinater för triangelns hörn, dessa är

(2,3)\left(2,3\right)(2,3),  (0,1)\left(0,1\right)(0,1) och (0,7)\left(0,7\right)(0,7).

Om vi använder en räknare eller datorn för att rita ut linjerna så ser det ut på följande vis.

Exempel substitutionsmetoden

Exempel i videon

  • Lös {x2=y(1)y+x=4(2)\begin{cases} x-2=y \quad (1)\\ y+x=4 \quad (2) \end{cases} med substitutionsmetoden.
  • Lös {4x+2y=10(1)3y6x=3(2)\begin{cases} 4x+2y=10 \quad (1)\\ 3y-6x=3 \quad (2) \end{cases} med substitutionsmetoden.