Рассмотрим систему уравнений:
- ( 7x + 3y = 1 )
- ( 2x - 6y = -10 )
Мы решим её двумя методами: методом подстановки и методом сложения (линейных комбинаций).
Метод подстановки
Шаг 1. Выразим одну переменную через другую из одного из уравнений.
Удобнее выразить ( x ) или ( y ) из первого уравнения (( 7x + 3y = 1 )). Выразим ( x ):
[
7x = 1 - 3y
]
[
x = \frac{1 - 3y}{7}.
]
Шаг 2. Подставим выражение для ( x ) во второе уравнение ( 2x - 6y = -10 ):
[
2\left(\frac{1 - 3y}{7}\right) - 6y = -10.
]
Упростим:
[
\frac{2(1 - 3y)}{7} - 6y = -10.
]
[
\frac{2 - 6y}{7} - 6y = -10.
]
Умножим всё уравнение на 7, чтобы избавиться от дроби:
[
2 - 6y - 42y = -70.
]
Объединим подобные слагаемые:
[
2 - 48y = -70.
]
Перенесём 2 в правую часть:
[
-48y = -70 - 2.
]
[
-48y = -72.
]
Разделим на (-48):
[
y = \frac{-72}{-48} = \frac{3}{2}.
]
Шаг 3. Найдём ( x ), подставив значение ( y = \frac{3}{2} ) в выражение для ( x = \frac{1 - 3y}{7} ):
[
x = \frac{1 - 3\cdot\frac{3}{2}}{7}.
]
[
x = \frac{1 - \frac{9}{2}}{7}.
]
[
x = \frac{\frac{2}{2} - \frac{9}{2}}{7}.
]
[
x = \frac{-\frac{7}{2}}{7}.
]
[
x = -\frac{1}{2}.
]
Итак, решение системы:
[
x = -\frac{1}{2}, \quad y = \frac{3}{2}.
]
Метод сложения (линейных комбинаций)
Шаг 1. Умножим уравнения на такие числа, чтобы при сложении или вычитании исключить одну из переменных.
Выберем, например, ( x ). Для этого уравнения умножим на такие коэффициенты, чтобы коэффициенты при ( x ) стали одинаковыми (наименьшее общее кратное для 7 и 2 — это 14).
Умножим первое уравнение на 2, а второе на 7:
[
2(7x + 3y) = 2(1), \quad \text{и} \quad 7(2x - 6y) = 7(-10).
]
[
14x + 6y = 2, \quad 14x - 42y = -70.
]
Шаг 2. Вычтем из первого уравнения второе, чтобы исключить ( x ):
[
(14x + 6y) - (14x - 42y) = 2 - (-70).
]
[
14x + 6y - 14x + 42y = 2 + 70.
]
[
48y = 72.
]
Разделим на 48:
[
y = \frac{72}{48} = \frac{3}{2}.
]
Шаг 3. Подставим ( y = \frac{3}{2} ) в одно из исходных уравнений, например, в ( 7x + 3y = 1 ):
[
7x + 3\cdot\frac{3}{2} = 1.
]
[
7x + \frac{9}{2} = 1.
]
[
7x = 1 - \frac{9}{2}.
]
[
7x = \frac{2}{2} - \frac{9}{2}.
]
[
7x = -\frac{7}{2}.
]
Разделим на 7:
[
x = -\frac{7}{2} \div 7 = -\frac{1}{2}.
]
Итак, решение системы:
[
x = -\frac{1}{2}, \quad y = \frac{3}{2}.
]
Ответ:
Система уравнений имеет единственное решение:
[
x = -\frac{1}{2}, \quad y = \frac{3}{2}.
]