פתור את {l}{x+y=7}{3x+y=1}

$$\left\{ \begin{array} { l } { x + y = 7 } \\ { 3 x + y = 1 } \end{array} \right.$$

פתור עבור x, y

$$x=-3$$

$$y=10$$

שלבים הכוללים שימוש בהחלפה

כדי לפתור זוג משוואות באמצעות החלפה, תחילה פתור אחת מהמשוואות עבור אחד מהמשתנים. לאחר מכן החלף את התוצאה עבור משתנה זה במשוואה השניה.

$$x+y=7,3x+y=1$$

בחר אחת מהמשוואות ופתור אותה עבור x על-ידי בידוד x בצד השמאלי של סימן השוויון.

$$x+y=7$$

החסר ‎y משני אגפי המשוואה.

$$x=-y+7$$

השתמש ב- ‎-y+7 במקום ‎x במשוואה השניה, ‎3x+y=1.

$$3\left(-y+7\right)+y=1$$

הכפל את ‎3 ב- ‎-y+7.

$$-3y+21+y=1$$

הוסף את ‎-3y ל- ‎y.

$$-2y+21=1$$

החסר ‎21 משני אגפי המשוואה.

$$-2y=-20$$

חלק את שני האגפים ב- ‎-2.

$$y=10$$

השתמש ב- ‎10 במקום y ב- ‎x=-y+7. מאחר שהמשוואה המתקבלת מכילה משתנה אחד בלבד, ניתן לפתור את x ישירות.

$$x=-10+7$$

הוסף את ‎7 ל- ‎-10.

$$x=-3$$

המערכת נפתרה כעת.

$$x=-3,y=10$$

שלבים הכוללים שימוש במטריצות

העבר את המשוואות לצורה סטנדרטית ולאחר מכן השתמש במטריצות כדי לפתור את מערכת המשוואות.

$$x+y=7,3x+y=1$$

כתוב את המשוואות בצורת מטריצה.

$$\left(\begin{matrix}1&1\\3&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}7\\1\end{matrix}\right)$$

הכפל את המשוואה שבצד השמאלי במטריצה ההופכית של \left(\begin{matrix}1&1\\3&1\end{matrix}\right).

$$inverse(\left(\begin{matrix}1&1\\3&1\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}1&1\\3&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}1&1\\3&1\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}7\\1\end{matrix}\right)$$

המכפלה של מטריצה וההופכי שלה היא מטריצת הזהות.

$$\left(\begin{matrix}1&0\\0&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}1&1\\3&1\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}7\\1\end{matrix}\right)$$

הכפל את המטריצות בצד השמאלי של סימן השוויון.

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}1&1\\3&1\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}7\\1\end{matrix}\right)$$

עבור המטריצה 2\times 2 \left(\begin{matrix}a&b\\c&d\end{matrix}\right), המטריצה ההפוכה היא \left(\begin{matrix}\frac{d}{ad-bc}&\frac{-b}{ad-bc}\\\frac{-c}{ad-bc}&\frac{a}{ad-bc}\end{matrix}\right), כדי שניתן יהיה לכתוב מחדש את משוואת המטריצה כבעיית הכפלת מטריצה.

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{1}{1-3}&-\frac{1}{1-3}\\-\frac{3}{1-3}&\frac{1}{1-3}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}7\\1\end{matrix}\right)$$

בצע את הפעולות האריתמטיות.

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}-\frac{1}{2}&\frac{1}{2}\\\frac{3}{2}&-\frac{1}{2}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}7\\1\end{matrix}\right)$$

הכפל את המטריצות.

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}-\frac{1}{2}\times 7+\frac{1}{2}\\\frac{3}{2}\times 7-\frac{1}{2}\end{matrix}\right)$$

בצע את הפעולות האריתמטיות.

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}-3\\10\end{matrix}\right)$$

חלץ את רכיבי המטריצה x ו- y.

$$x=-3,y=10$$

שלבים הכוללים שימוש באלימינציה

כדי לפתור באמצעות אלימינציה, המקדמים של אחד מהמשתנים חייבים להיות זהים בשתי המשוואות כדי שהמשתנה יתבטל בעת החסרת משוואה אחת מהשניה.

$$x+y=7,3x+y=1$$

החסר את ‎3x+y=1 מ- ‎x+y=7 על-ידי חיסור איברים דומים בכל אחד מהצדדים של סימן השוויון.

$$x-3x+y-y=7-1$$

הוסף את ‎y ל- ‎-y. האיברים ‎y ו- ‎-y מבטלים זה את זה, ונותרת משוואה שכוללת משתנה אחד בלבד ושניתן לפתור אותה.

$$x-3x=7-1$$

הוסף את ‎x ל- ‎-3x.

$$-2x=7-1$$

הוסף את ‎7 ל- ‎-1.

$$-2x=6$$

חלק את שני האגפים ב- ‎-2.

$$x=-3$$

השתמש ב- ‎-3 במקום x ב- ‎3x+y=1. מאחר שהמשוואה המתקבלת מכילה משתנה אחד בלבד, ניתן לפתור את y ישירות.

$$3\left(-3\right)+y=1$$

הכפל את ‎3 ב- ‎-3.

$$-9+y=1$$

הוסף ‎9 לשני אגפי המשוואה.

$$y=10$$

המערכת נפתרה כעת.

$$x=-3,y=10$$