解決{c}{x+4y=12}{2x-y=6} |Microsoft數學求解器

$$\left\{ \begin{array} { c } { x + 4 y = 12 } \\ { 2 x - y = 6 } \end{array} \right.$$

解 x、y

$$x=4$$

$$y=2$$

使用代換的步驟

使用代換法來解一對方程式的方法: 首先解出其中一個方程式的一個變數。然後使用結果取代另一個方程式中的該變數。

$$x+4y=12,2x-y=6$$

選擇其中一個方程式並使用下列方式解出 x: 將 x 單獨置於等號的左邊。

$$x+4y=12$$

從方程式兩邊減去 4y。

$$x=-4y+12$$

在另一個方程式 2x-y=6 中以 -4y+12 代入 x在方程式。

$$2\left(-4y+12\right)-y=6$$

2 乘上 -4y+12。

$$-8y+24-y=6$$

將 -8y 加到 -y。

$$-9y+24=6$$

從方程式兩邊減去 24。

$$-9y=-18$$

將兩邊同時除以 -9。

$$y=2$$

在 x=-4y+12 中以 2 代入 y。因為產生的方程式包含只有一個變數，您可以直接解出 x。

$$x=-4\times 2+12$$

-4 乘上 2。

$$x=-8+12$$

將 12 加到 -8。

$$x=4$$

現已成功解出系統。

$$x=4,y=2$$

使用矩陣的步驟

將方程式以標準式表示，然後使用矩陣來解方程組。

$$x+4y=12,2x-y=6$$

以矩陣形式撰寫方程式。

$$\left(\begin{matrix}1&4\\2&-1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}12\\6\end{matrix}\right)$$

方程式的兩邊在左方同時乘上 \left(\begin{matrix}1&4\\2&-1\end{matrix}\right) 的反矩陣。

$$inverse(\left(\begin{matrix}1&4\\2&-1\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}1&4\\2&-1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}1&4\\2&-1\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}12\\6\end{matrix}\right)$$

矩陣和反矩陣的乘積為單位矩陣。

$$\left(\begin{matrix}1&0\\0&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}1&4\\2&-1\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}12\\6\end{matrix}\right)$$

乘以等號左邊的矩陣。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}1&4\\2&-1\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}12\\6\end{matrix}\right)$$

對 2\times 2 矩陣 \left(\begin{matrix}a&b\\c&d\end{matrix}\right)，逆矩陣為 \left(\begin{matrix}\frac{d}{ad-bc}&\frac{-b}{ad-bc}\\\frac{-c}{ad-bc}&\frac{a}{ad-bc}\end{matrix}\right)，所以矩陣方程式可以改寫為矩陣相乘的問題。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}-\frac{1}{-1-4\times 2}&-\frac{4}{-1-4\times 2}\\-\frac{2}{-1-4\times 2}&\frac{1}{-1-4\times 2}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}12\\6\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{1}{9}&\frac{4}{9}\\\frac{2}{9}&-\frac{1}{9}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}12\\6\end{matrix}\right)$$

矩陣相乘。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{1}{9}\times 12+\frac{4}{9}\times 6\\\frac{2}{9}\times 12-\frac{1}{9}\times 6\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}4\\2\end{matrix}\right)$$

解出矩陣元素 x 和 y。

$$x=4,y=2$$

使用消去法的步驟

為了使用消去法求解，兩個方程式中的其中一個變數其係數必須相同，這樣兩個方程式相減時才會消去該變數。

$$x+4y=12,2x-y=6$$

讓 x 和 2x 相等的方法: 將第一個方程式兩邊的所有項目都乘上 2，以及將第二個方程式兩邊的所有項目都乘上 1。

$$2x+2\times 4y=2\times 12,2x-y=6$$

化簡。

$$2x+8y=24,2x-y=6$$

透過在等號兩邊減去同類項的方式，從 2x+8y=24 減去 2x-y=6。

$$2x-2x+8y+y=24-6$$

將 2x 加到 -2x。 2x 和 -2x 項相互消去，方程式就會只剩下一個變數，很容易就可以解出。

$$8y+y=24-6$$

將 8y 加到 y。

$$9y=24-6$$

將 24 加到 -6。

$$9y=18$$

將兩邊同時除以 9。

$$y=2$$

在 2x-y=6 中以 2 代入 y。因為產生的方程式包含只有一個變數，您可以直接解出 x。

$$2x-2=6$$

將 2 加到方程式的兩邊。

$$2x=8$$

將兩邊同時除以 2。

$$x=4$$

現已成功解出系統。

$$x=4,y=2$$