Likningssystem med andregradsfunksjon 1T V26

Likningssystem med andregradsfunksjon 1T V26

Gitt likningssystemet

[x2+4=yxy=2]\begin{bmatrix} -x^2 + 4 = y \\ x - y = 2 \end{bmatrix}

Løs likningssystemet ved regning.

Løs likningssystemet grafisk.

Fasit

x=3, y=5x = -3,\ y = -5 og x=2, y=0x = 2,\ y = 0

Skjæringspunktene (3, 5)(-3,\ {-5}) og (2, 0)(2,\ 0) leses av grafen.

LøsningsforslagKI-generert

Vi løser likningssystemet ved innsetting. Fra den andre likningen isolerer vi yy:

xy=2    y=x2x - y = 2 \implies y = x - 2

Vi setter dette inn i den første likningen:

x2+4=x2-x^2 + 4 = x - 2 x2+4=x2x2x+6=0x2+x6=0\begin{aligned} -x^2 + 4 &= x - 2 \\ -x^2 - x + 6 &= 0 \\ x^2 + x - 6 &= 0 \end{aligned}

Vi faktoriserer andregradsuttrykket. Vi leter etter to tall med produkt 6-6 og sum 11: det er 33 og 2-2.

x2+x6=(x+3)(x2)=0x^2 + x - 6 = (x + 3)(x - 2) = 0

Dette gir

x=3ellerx=2x = -3 \qquad \text{eller} \qquad x = 2

Vi finner tilhørende yy-verdier ved å bruke y=x2y = x - 2:

  • x=3x = -3: y=32=5y = -3 - 2 = -5
  • x=2x = 2: y=22=0y = 2 - 2 = 0

Løsningene er x=3, y=5\mathbf{\underline{\underline{x = -3,\ y = -5}}} og x=2, y=0\mathbf{\underline{\underline{x = 2,\ y = 0}}}.

Vi tegner de to grafene i samme koordinatsystem:

  • y=x2+4y = -x^2 + 4 (parabel)
  • y=x2y = x - 2 (rett linje, omskrevet fra xy=2x - y = 2)
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

x = np.linspace(-5, 4, 400)
y_parabel = -x**2 + 4
y_linje = x - 2

fig, ax = plt.subplots(figsize=(7, 6))
ax.plot(x, y_parabel, color='steelblue', linewidth=2.5, label=r'$y = -x^2 + 4$')
ax.plot(x, y_linje, color='tomato', linewidth=2.5, label=r'$y = x - 2$')

for p, label, xytext in [
    ((-3, -5), r'$(-3,\ -5)$', (-4.5, -3.5)),
    ((2, 0),   r'$(2,\ 0)$',   (2.3, 1.2)),
]:
    ax.plot(*p, 'ko', markersize=8, zorder=5)
    ax.annotate(label, xy=p, xytext=xytext, fontsize=11,
                arrowprops=dict(arrowstyle='->', color='black'))

ax.axhline(0, color='black', linewidth=0.8)
ax.axvline(0, color='black', linewidth=0.8)
ax.set_xlim(-5, 4); ax.set_ylim(-8, 6)
ax.legend(fontsize=11, loc='upper right')
ax.grid(True, linestyle='--', alpha=0.5)
plt.tight_layout()
plt.savefig('_resources/1t-v26-1-2.png', dpi=150)

Grafisk løsning

Grafene skjærer hverandre i punktene (3, 5)\mathbf{\underline{\underline{(-3,\ {-5})}}} og (2, 0)\mathbf{\underline{\underline{(2,\ 0)}}}.