解決{l}{3x-y=-1}{-x+2y=7} |Microsoft數學求解器

$$\left\{ \begin{array} { l } { 3 x - y = - 1 } \\ { - x + 2 y = 7 } \end{array} \right.$$

解 x、y

$$x=1$$

$$y=4$$

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。

$$3x-y=-1,-x+2y=7$$

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。

$$3x-y=-1$$

將 y 加到方程式的兩邊。

$$3x=y-1$$

將兩邊同時除以 3。

$$x=\frac{1}{3}\left(y-1\right)$$

\frac{1}{3} 乘上 y-1。

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

在另一個方程式 -x+2y=7 中以 \frac{-1+y}{3} 代入 x在方程式。

$$-\left(\frac{1}{3}y-\frac{1}{3}\right)+2y=7$$

-1 乘上 \frac{-1+y}{3}。

$$-\frac{1}{3}y+\frac{1}{3}+2y=7$$

將 -\frac{y}{3} 加到 2y。

$$\frac{5}{3}y+\frac{1}{3}=7$$

從方程式兩邊減去 \frac{1}{3}。

$$\frac{5}{3}y=\frac{20}{3}$$

對方程式的兩邊同時除以 \frac{5}{3}，與兩邊同時乘上該分式的倒數一樣。

$$y=4$$

在 x=\frac{1}{3}y-\frac{1}{3} 中以 4 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。

$$x=\frac{1}{3}\times 4-\frac{1}{3}$$

\frac{1}{3} 乘上 4。

$$x=\frac{4-1}{3}$$

將 -\frac{1}{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。

$$x=1$$

現已成功解出系統。

$$x=1,y=4$$

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。

$$3x-y=-1,-x+2y=7$$

以矩陣形式撰寫方程式。

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

方程式的兩邊在左方同時乘上 \left(\begin{matrix}3&-1\\-1&2\end{matrix}\right) 的反矩陣。

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

矩陣和反矩陣的乘積為單位矩陣。

$$\left(\begin{matrix}1&0\\0&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}3&-1\\-1&2\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}-1\\7\end{matrix}\right)$$

乘以等號左邊的矩陣。

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

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。

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

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{2}{5}&\frac{1}{5}\\\frac{1}{5}&\frac{3}{5}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}-1\\7\end{matrix}\right)$$

矩陣相乘。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{2}{5}\left(-1\right)+\frac{1}{5}\times 7\\\frac{1}{5}\left(-1\right)+\frac{3}{5}\times 7\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}1\\4\end{matrix}\right)$$

解出矩陣元素 x 和 y。

$$x=1,y=4$$

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。

$$3x-y=-1,-x+2y=7$$

讓 3x 和 -x 相等的方法: 將第一個方程式兩邊的所有項目都乘上 -1，以及將第二個方程式兩邊的所有項目都乘上 3。

$$-3x-\left(-y\right)=-\left(-1\right),3\left(-1\right)x+3\times 2y=3\times 7$$

化簡。

$$-3x+y=1,-3x+6y=21$$

透過在等號兩邊減去同類項的方式，從 -3x+y=1 減去 -3x+6y=21。

$$-3x+3x+y-6y=1-21$$

將 -3x 加到 3x。 -3x 和 3x 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。

$$y-6y=1-21$$

將 y 加到 -6y。

$$-5y=1-21$$

將 1 加到 -21。

$$-5y=-20$$

將兩邊同時除以 -5。

$$y=4$$

在 -x+2y=7 中以 4 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。

$$-x+2\times 4=7$$

2 乘上 4。

$$-x+8=7$$

從方程式兩邊減去 8。

$$-x=-1$$

將兩邊同時除以 -1。

$$x=1$$

現已成功解出系統。

$$x=1,y=4$$