解決{l}{3x-2y=5}{-3x+4y=-9} |Microsoft數學求解器

$$\left\{ \begin{array} { l } { 3 x - 2 y = 5 } \\ { - 3 x + 4 y = - 9 } \end{array} \right.$$

解 x, y

$$x=\frac{1}{3}\approx 0.333333333$$

$$y=-2$$

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。

$$3x-2y=5,-3x+4y=-9$$

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。

$$3x-2y=5$$

將 2y 加到方程式的兩邊。

$$3x=2y+5$$

將兩邊同時除以 3。

$$x=\frac{1}{3}\left(2y+5\right)$$

\frac{1}{3} 乘上 2y+5。

$$x=\frac{2}{3}y+\frac{5}{3}$$

在另一個方程式 -3x+4y=-9 中以 \frac{2y+5}{3} 代入 x在方程式。

$$-3\left(\frac{2}{3}y+\frac{5}{3}\right)+4y=-9$$

-3 乘上 \frac{2y+5}{3}。

$$-2y-5+4y=-9$$

將 -2y 加到 4y。

$$2y-5=-9$$

將 5 加到方程式的兩邊。

$$2y=-4$$

將兩邊同時除以 2。

$$y=-2$$

在 x=\frac{2}{3}y+\frac{5}{3} 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。

$$x=\frac{2}{3}\left(-2\right)+\frac{5}{3}$$

\frac{2}{3} 乘上 -2。

$$x=\frac{-4+5}{3}$$

將 \frac{5}{3} 與 -\frac{4}{3} 相加的算法: 先通分，接著相加分子，然後將分式化為最簡分式。

$$x=\frac{1}{3}$$

現已成功解出系統。

$$x=\frac{1}{3},y=-2$$

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。

$$3x-2y=5,-3x+4y=-9$$

以矩陣形式撰寫方程式。

$$\left(\begin{matrix}3&-2\\-3&4\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}5\\-9\end{matrix}\right)$$

方程式的兩邊在左方同時乘上 \left(\begin{matrix}3&-2\\-3&4\end{matrix}\right) 的反矩陣。

$$inverse(\left(\begin{matrix}3&-2\\-3&4\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}3&-2\\-3&4\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}3&-2\\-3&4\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}5\\-9\end{matrix}\right)$$

矩陣和反矩陣的乘積為單位矩陣。

$$\left(\begin{matrix}1&0\\0&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}3&-2\\-3&4\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}5\\-9\end{matrix}\right)$$

乘以等號左邊的矩陣。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}3&-2\\-3&4\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}5\\-9\end{matrix}\right)$$

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。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{4}{3\times 4-\left(-2\left(-3\right)\right)}&-\frac{-2}{3\times 4-\left(-2\left(-3\right)\right)}\\-\frac{-3}{3\times 4-\left(-2\left(-3\right)\right)}&\frac{3}{3\times 4-\left(-2\left(-3\right)\right)}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}5\\-9\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{2}{3}&\frac{1}{3}\\\frac{1}{2}&\frac{1}{2}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}5\\-9\end{matrix}\right)$$

矩陣相乘。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{2}{3}\times 5+\frac{1}{3}\left(-9\right)\\\frac{1}{2}\times 5+\frac{1}{2}\left(-9\right)\end{matrix}\right)$$

計算。

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

解出矩陣元素 x 和 y。

$$x=\frac{1}{3},y=-2$$

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。

$$3x-2y=5,-3x+4y=-9$$

讓 3x 和 -3x 相等的方法: 將第一個方程式兩邊的所有項目都乘上 -3，以及將第二個方程式兩邊的所有項目都乘上 3。

$$-3\times 3x-3\left(-2\right)y=-3\times 5,3\left(-3\right)x+3\times 4y=3\left(-9\right)$$

化簡。

$$-9x+6y=-15,-9x+12y=-27$$

透過在等號兩邊減去同類項的方式，從 -9x+6y=-15 減去 -9x+12y=-27。

$$-9x+9x+6y-12y=-15+27$$

將 -9x 加到 9x。 -9x 和 9x 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。

$$6y-12y=-15+27$$

將 6y 加到 -12y。

$$-6y=-15+27$$

將 -15 加到 27。

$$-6y=12$$

將兩邊同時除以 -6。

$$y=-2$$

在 -3x+4y=-9 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。

$$-3x+4\left(-2\right)=-9$$

4 乘上 -2。

$$-3x-8=-9$$

將 8 加到方程式的兩邊。

$$-3x=-1$$

將兩邊同時除以 -3。

$$x=\frac{1}{3}$$

現已成功解出系統。

$$x=\frac{1}{3},y=-2$$