解決{l}{5x-4y=19}{3x+2y=71} |Microsoft數學求解器

$$\left\{ \begin{array} { l } { 5 x - 4 y = 19 } \\ { 3 x + 2 y = 71 } \end{array} \right.$$

解 x, y

$$x = \frac{161}{11} = 14\frac{7}{11} \approx 14.636363636$$

$$y = \frac{149}{11} = 13\frac{6}{11} \approx 13.545454545$$

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。

$$5x-4y=19,3x+2y=71$$

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。

$$5x-4y=19$$

將 4y 加到方程式的兩邊。

$$5x=4y+19$$

將兩邊同時除以 5。

$$x=\frac{1}{5}\left(4y+19\right)$$

\frac{1}{5} 乘上 4y+19。

$$x=\frac{4}{5}y+\frac{19}{5}$$

在另一個方程式 3x+2y=71 中以 \frac{4y+19}{5} 代入 x在方程式。

$$3\left(\frac{4}{5}y+\frac{19}{5}\right)+2y=71$$

3 乘上 \frac{4y+19}{5}。

$$\frac{12}{5}y+\frac{57}{5}+2y=71$$

將 \frac{12y}{5} 加到 2y。

$$\frac{22}{5}y+\frac{57}{5}=71$$

從方程式兩邊減去 \frac{57}{5}。

$$\frac{22}{5}y=\frac{298}{5}$$

對方程式的兩邊同時除以 \frac{22}{5}，與兩邊同時乘上該分式的倒數一樣。

$$y=\frac{149}{11}$$

在 x=\frac{4}{5}y+\frac{19}{5} 中以 \frac{149}{11} 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。

$$x=\frac{4}{5}\times \frac{149}{11}+\frac{19}{5}$$

\frac{4}{5} 乘上 \frac{149}{11} 的算法: 將分子和分子相乘以及將分母和分母相乘。然後找到最簡分式。

$$x=\frac{596}{55}+\frac{19}{5}$$

將 \frac{19}{5} 與 \frac{596}{55} 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。

$$x=\frac{161}{11}$$

現已成功解出系統。

$$x=\frac{161}{11},y=\frac{149}{11}$$

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。

$$5x-4y=19,3x+2y=71$$

以矩陣形式撰寫方程式。

$$\left(\begin{matrix}5&-4\\3&2\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}19\\71\end{matrix}\right)$$

方程式的兩邊在左方同時乘上 \left(\begin{matrix}5&-4\\3&2\end{matrix}\right) 的反矩陣。

$$inverse(\left(\begin{matrix}5&-4\\3&2\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}5&-4\\3&2\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}5&-4\\3&2\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}19\\71\end{matrix}\right)$$

矩陣和反矩陣的乘積為單位矩陣。

$$\left(\begin{matrix}1&0\\0&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}5&-4\\3&2\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}19\\71\end{matrix}\right)$$

乘以等號左邊的矩陣。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}5&-4\\3&2\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}19\\71\end{matrix}\right)$$

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。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{2}{5\times 2-\left(-4\times 3\right)}&-\frac{-4}{5\times 2-\left(-4\times 3\right)}\\-\frac{3}{5\times 2-\left(-4\times 3\right)}&\frac{5}{5\times 2-\left(-4\times 3\right)}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}19\\71\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{1}{11}&\frac{2}{11}\\-\frac{3}{22}&\frac{5}{22}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}19\\71\end{matrix}\right)$$

矩陣相乘。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{1}{11}\times 19+\frac{2}{11}\times 71\\-\frac{3}{22}\times 19+\frac{5}{22}\times 71\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{161}{11}\\\frac{149}{11}\end{matrix}\right)$$

解出矩陣元素 x 和 y。

$$x=\frac{161}{11},y=\frac{149}{11}$$

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。

$$5x-4y=19,3x+2y=71$$

讓 5x 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 5。

$$3\times 5x+3\left(-4\right)y=3\times 19,5\times 3x+5\times 2y=5\times 71$$

化簡。

$$15x-12y=57,15x+10y=355$$

透過在等號兩邊減去同類項的方式，從 15x-12y=57 減去 15x+10y=355。

$$15x-15x-12y-10y=57-355$$

將 15x 加到 -15x。 15x 和 -15x 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。

$$-12y-10y=57-355$$

將 -12y 加到 -10y。

$$-22y=57-355$$

將 57 加到 -355。

$$-22y=-298$$

將兩邊同時除以 -22。

$$y=\frac{149}{11}$$

在 3x+2y=71 中以 \frac{149}{11} 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。

$$3x+2\times \frac{149}{11}=71$$

2 乘上 \frac{149}{11}。

$$3x+\frac{298}{11}=71$$

從方程式兩邊減去 \frac{298}{11}。

$$3x=\frac{483}{11}$$

將兩邊同時除以 3。

$$x=\frac{161}{11}$$

現已成功解出系統。

$$x=\frac{161}{11},y=\frac{149}{11}$$