حل {l}{x_{1}+x_{2}=97}{frac{x_{2}}{x_{1}}=2}

$$\left\{ \begin{array} { l } { x _ { 1 } + x _ { 2 } = 97 } \\ { \frac { x _ { 2 } } { x _ { 1 } } = 2 } \end{array} \right.$$

برای x_1،x_2 حل کنید

$$x_{1} = \frac{97}{3} = 32\frac{1}{3} \approx 32.333333333$$

$$x_{2} = \frac{194}{3} = 64\frac{2}{3} \approx 64.666666667$$

مراحل استفاده از جایگزینی

دومین معادله را در نظر بگیرید. متغیر x_{1} نباید برابر 0 باشد زیرا تقسیم بر صفر تعریف نشده است. هر دو طرف معادله را در x_{1} ضرب کنید.

$$x_{2}=2x_{1}$$

2x_{1} را از هر دو طرف تفریق کنید.

$$x_{2}-2x_{1}=0$$

برای حل یک سری معادله با استفاده از جایگزینی، ابتدا یکی از معادله‌ها را برای یکی از متغیرها حل کنید. سپس نتیجه را برای آن متغیر در معادله دیگر جایگزین کنید.

$$x_{1}+x_{2}=97,-2x_{1}+x_{2}=0$$

یکی از معادلات را انتخاب کنید و با تنها نگه داشتن x_{1} در سمت چپ علامت مساوی و حل معادله، x_{1} را به دست آورید.

$$x_{1}+x_{2}=97$$

x_{2} را از هر دو طرف معادله تفریق کنید.

$$x_{1}=-x_{2}+97$$

-x_{2}+97 را با x_{1} در معادله جایگزین کنید، -2x_{1}+x_{2}=0.

$$-2\left(-x_{2}+97\right)+x_{2}=0$$

-2 بار -x_{2}+97.

$$2x_{2}-194+x_{2}=0$$

2x_{2} را به x_{2} اضافه کنید.

$$3x_{2}-194=0$$

194 را به هر دو طرف معامله اضافه کنید.

$$3x_{2}=194$$

هر دو طرف بر 3 تقسیم شوند.

$$x_{2}=\frac{194}{3}$$

\frac{194}{3} را با x_{2} در x_{1}=-x_{2}+97 جایگزین کنید. از آنجایی که معادله حاصل شامل تنها یک متغیر است، می‌توانید به طور مستقیم برای x_{1} حل کنید.

$$x_{1}=-\frac{194}{3}+97$$

97 را به -\frac{194}{3} اضافه کنید.

$$x_{1}=\frac{97}{3}$$

سیستم در حال حاضر حل شده است.

$$x_{1}=\frac{97}{3},x_{2}=\frac{194}{3}$$

مراحل استفاده از ماتریس

دومین معادله را در نظر بگیرید. متغیر x_{1} نباید برابر 0 باشد زیرا تقسیم بر صفر تعریف نشده است. هر دو طرف معادله را در x_{1} ضرب کنید.

$$x_{2}=2x_{1}$$

2x_{1} را از هر دو طرف تفریق کنید.

$$x_{2}-2x_{1}=0$$

معادلات را در قالب استاندارد قرار داده و سپس از ماتریس‌ها برای حل سیستم معادلات استفاده کنید.

$$x_{1}+x_{2}=97,-2x_{1}+x_{2}=0$$

معادله‌ها را به شکل ماتریس بنویسید.

$$\left(\begin{matrix}1&1\\-2&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x_{1}\\x_{2}\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}97\\0\end{matrix}\right)$$

معادله را از سمت چپ در ماتریس وارون \left(\begin{matrix}1&1\\-2&1\end{matrix}\right) ضرب کنید.

$$inverse(\left(\begin{matrix}1&1\\-2&1\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}1&1\\-2&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x_{1}\\x_{2}\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}1&1\\-2&1\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}97\\0\end{matrix}\right)$$

حاصل ماتریس و وارون آن ماتریس همانی است.

$$\left(\begin{matrix}1&0\\0&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x_{1}\\x_{2}\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}1&1\\-2&1\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}97\\0\end{matrix}\right)$$

ماتریس‌های سمت چپ علامت مساوی را ضرب کنید.

$$\left(\begin{matrix}x_{1}\\x_{2}\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}1&1\\-2&1\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}97\\0\end{matrix}\right)$$

برای ماتریس 2\times 2 \left(\begin{matrix}a&b\\c&d\end{matrix}\right)، ماتریس معکوس \left(\begin{matrix}\frac{d}{ad-bc}&\frac{-b}{ad-bc}\\\frac{-c}{ad-bc}&\frac{a}{ad-bc}\end{matrix}\right) است، بنابراین معادله ماتریس می‌تواند به‌صورت مسئله ضرب ماتریس بازنویسی شود.

$$\left(\begin{matrix}x_{1}\\x_{2}\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{1}{1-\left(-2\right)}&-\frac{1}{1-\left(-2\right)}\\-\frac{-2}{1-\left(-2\right)}&\frac{1}{1-\left(-2\right)}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}97\\0\end{matrix}\right)$$

محاسبات را انجام دهید.

$$\left(\begin{matrix}x_{1}\\x_{2}\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{1}{3}&-\frac{1}{3}\\\frac{2}{3}&\frac{1}{3}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}97\\0\end{matrix}\right)$$

ماتریس‌ها را ضرب کنید.

$$\left(\begin{matrix}x_{1}\\x_{2}\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{1}{3}\times 97\\\frac{2}{3}\times 97\end{matrix}\right)$$

محاسبات را انجام دهید.

$$\left(\begin{matrix}x_{1}\\x_{2}\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{97}{3}\\\frac{194}{3}\end{matrix}\right)$$

عناصر ماتریس x_{1} و x_{2} را استخراج کنید.

$$x_{1}=\frac{97}{3},x_{2}=\frac{194}{3}$$

مراحل استفاده از حذف

دومین معادله را در نظر بگیرید. متغیر x_{1} نباید برابر 0 باشد زیرا تقسیم بر صفر تعریف نشده است. هر دو طرف معادله را در x_{1} ضرب کنید.

$$x_{2}=2x_{1}$$

2x_{1} را از هر دو طرف تفریق کنید.

$$x_{2}-2x_{1}=0$$

برای حل با استفاده از حذف، ضرایب یکی از متغیرها باید در هر دو معادله مشابه باشد، بنابراین متغیر در زمانی که یک معادله از معادله دیگر تفریق می‌شود، برابر خواهد شد.

$$x_{1}+x_{2}=97,-2x_{1}+x_{2}=0$$

-2x_{1}+x_{2}=0 را از x_{1}+x_{2}=97 با کم کردن جمله‌های دارای متغیر مساوی در هر طرف علامت مساوی تفریق کنید.

$$x_{1}+2x_{1}+x_{2}-x_{2}=97$$

x_{2} را به -x_{2} اضافه کنید. عبارت‌های x_{2} و -x_{2} با هم ساده می‌شوند و معادله تنها با یک متغیر باقی می‌ماند که می‌توان آن را حل کرد.

$$x_{1}+2x_{1}=97$$

x_{1} را به 2x_{1} اضافه کنید.

$$3x_{1}=97$$

هر دو طرف بر 3 تقسیم شوند.

$$x_{1}=\frac{97}{3}$$

\frac{97}{3} را با x_{1} در -2x_{1}+x_{2}=0 جایگزین کنید. از آنجایی که معادله حاصل شامل تنها یک متغیر است، می‌توانید به طور مستقیم برای x_{2} حل کنید.

$$-2\times \frac{97}{3}+x_{2}=0$$

-2 بار \frac{97}{3}.

$$-\frac{194}{3}+x_{2}=0$$

\frac{194}{3} را به هر دو طرف معامله اضافه کنید.

$$x_{2}=\frac{194}{3}$$

سیستم در حال حاضر حل شده است.

$$x_{1}=\frac{97}{3},x_{2}=\frac{194}{3}$$