Selesaikan {l}{2x+y=40}{1x+3y=40}

$$\left.\begin{array} { l } { 2 x + y = 40 } \\ { 1 x + 3 y = 40 } \end{array} \right\}$$

Selesaikan untuk x, y

$$x=16$$

$$y=8$$

Langkah Menggunakan Penggantian

Untuk menyelesaikan sepasang persamaan menggunakan penggantian, mula-mula selesaikan satu daripada persamaan untuk salah satu daripada pemboleh ubah. Kemudian gantikan hasil untuk pemboleh ubah itu dalam persamaan lain.

$$2x+y=40,x+3y=40$$

Pilih salah satu daripada persamaan dan selesaikannya untuk x dengan mengasingkan x di sebelah kiri tanda sama dengan.

$$2x+y=40$$

Tolak y daripada kedua-dua belah persamaan.

$$2x=-y+40$$

Bahagikan kedua-dua belah dengan 2.

$$x=\frac{1}{2}\left(-y+40\right)$$

Darabkan \frac{1}{2} kali -y+40.

$$x=-\frac{1}{2}y+20$$

Gantikan -\frac{y}{2}+20 dengan x dalam persamaan lain, x+3y=40.

$$-\frac{1}{2}y+20+3y=40$$

Tambahkan -\frac{y}{2} pada 3y.

$$\frac{5}{2}y+20=40$$

Tolak 20 daripada kedua-dua belah persamaan.

$$\frac{5}{2}y=20$$

Bahagikan kedua-dua belah persamaan dengan \frac{5}{2} yang bersamaan dengan mendarab kedua-dua belah dengan salingan pecahan.

$$y=8$$

Gantikan 8 dengan y dalam x=-\frac{1}{2}y+20. Disebabkan persamaan terhasil mengandungi hanya satu pemboleh ubah, anda boleh menyelesaikan terus untuk x.

$$x=-\frac{1}{2}\times 8+20$$

Darabkan -\frac{1}{2} kali 8.

$$x=-4+20$$

Tambahkan 20 pada -4.

$$x=16$$

Sistem kini diselesaikan.

$$x=16,y=8$$

Langkah Menggunakan Matriks

Letakkan persamaan dalam bentuk piawai dan kemudian gunakan matriks untuk menyelesaikan sistem persamaan.

$$2x+y=40,x+3y=40$$

Tuliskan persamaan dalam bentuk matriks.

$$\left(\begin{matrix}2&1\\1&3\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}40\\40\end{matrix}\right)$$

Darabkan ke kiri persamaan dengan matriks songsang bagi \left(\begin{matrix}2&1\\1&3\end{matrix}\right).

$$inverse(\left(\begin{matrix}2&1\\1&3\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}2&1\\1&3\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}2&1\\1&3\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}40\\40\end{matrix}\right)$$

Matriks hasil darab dan sonsangnya adalah matriks identiti.

$$\left(\begin{matrix}1&0\\0&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}2&1\\1&3\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}40\\40\end{matrix}\right)$$

Darabkan matriks di sebelah kiri tanda sama dengan.

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}2&1\\1&3\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}40\\40\end{matrix}\right)$$

Untuk matriks 2\times 2 \left(\begin{matrix}a&b\\c&d\end{matrix}\right), matriks songsang ialah \left(\begin{matrix}\frac{d}{ad-bc}&\frac{-b}{ad-bc}\\\frac{-c}{ad-bc}&\frac{a}{ad-bc}\end{matrix}\right), jadi persamaan matriks tersebut boleh ditulis semula sebagai masalah pendaraban matriks.

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{3}{2\times 3-1}&-\frac{1}{2\times 3-1}\\-\frac{1}{2\times 3-1}&\frac{2}{2\times 3-1}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}40\\40\end{matrix}\right)$$

Lakukan aritmetik.

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{3}{5}&-\frac{1}{5}\\-\frac{1}{5}&\frac{2}{5}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}40\\40\end{matrix}\right)$$

Darabkan matriks tersebut.

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{3}{5}\times 40-\frac{1}{5}\times 40\\-\frac{1}{5}\times 40+\frac{2}{5}\times 40\end{matrix}\right)$$

Lakukan aritmetik.

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}16\\8\end{matrix}\right)$$

Ekstrak unsur matriks x dan y.

$$x=16,y=8$$

Langkah Menggunakan Penghapusan

Untuk menyelesaikan dengan penghapusan, pekali bagi salah satu daripada pemboleh ubah mestilah sama dalam kedua-dua persamaan supaya pemboleh ubah tersebut akan saling membatalkan apabila satu persamaan ditolak daripada yang satu lagi.

$$2x+y=40,x+3y=40$$

Untuk menjadikan 2x dan x sama, darabkan semua sebutan pada setiap belah persamaan pertama dengan 1 dan semua sebutan pada setiap belah yang kedua dengan 2.

$$2x+y=40,2x+2\times 3y=2\times 40$$

Permudahkan.

$$2x+y=40,2x+6y=80$$

Tolak 2x+6y=80 daripada 2x+y=40 dengan menolak sebutan serupa pada setiap belah tanda sama dengan.

$$2x-2x+y-6y=40-80$$

Tambahkan 2x pada -2x. Seubtan 2x dan -2x saling membatalkan dan meninggalkan persamaan dengan hanya satu pemboleh ubah yang boleh diselesaikan.

$$y-6y=40-80$$

Tambahkan y pada -6y.

$$-5y=40-80$$

Tambahkan 40 pada -80.

$$-5y=-40$$

Bahagikan kedua-dua belah dengan -5.

$$y=8$$

Gantikan 8 dengan y dalam x+3y=40. Disebabkan persamaan terhasil mengandungi hanya satu pemboleh ubah, anda boleh menyelesaikan terus untuk x.

$$x+3\times 8=40$$

Darabkan 3 kali 8.

$$x+24=40$$

Tolak 24 daripada kedua-dua belah persamaan.

$$x=16$$

Sistem kini diselesaikan.

$$x=16,y=8$$