解決{l}{5x-y=9}{2x+4y=8} |Microsoft數學求解器

$$\left\{ \begin{array} { l } { 5 x - y = 9 } \\ { 2 x + 4 y = 8 } \end{array} \right.$$

解 x、y

$$x=2$$

$$y=1$$

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。

$$5x-y=9,2x+4y=8$$

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。

$$5x-y=9$$

將 y 加到方程式的兩邊。

$$5x=y+9$$

將兩邊同時除以 5。

$$x=\frac{1}{5}\left(y+9\right)$$

\frac{1}{5} 乘上 y+9。

$$x=\frac{1}{5}y+\frac{9}{5}$$

在另一個方程式 2x+4y=8 中以 \frac{9+y}{5} 代入 x在方程式。

$$2\left(\frac{1}{5}y+\frac{9}{5}\right)+4y=8$$

2 乘上 \frac{9+y}{5}。

$$\frac{2}{5}y+\frac{18}{5}+4y=8$$

將 \frac{2y}{5} 加到 4y。

$$\frac{22}{5}y+\frac{18}{5}=8$$

從方程式兩邊減去 \frac{18}{5}。

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

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。

$$y=1$$

在 x=\frac{1}{5}y+\frac{9}{5} 中以 1 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。

$$x=\frac{1+9}{5}$$

將 \frac{9}{5} 與 \frac{1}{5} 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。

$$x=2$$

現已成功解出系統。

$$x=2,y=1$$

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。

$$5x-y=9,2x+4y=8$$

以矩陣形式撰寫方程式。

$$\left(\begin{matrix}5&-1\\2&4\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}9\\8\end{matrix}\right)$$

方程式的兩邊在左方同時乘上 \left(\begin{matrix}5&-1\\2&4\end{matrix}\right) 的反矩陣。

$$inverse(\left(\begin{matrix}5&-1\\2&4\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}5&-1\\2&4\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}5&-1\\2&4\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}9\\8\end{matrix}\right)$$

矩陣和反矩陣的乘積為單位矩陣。

$$\left(\begin{matrix}1&0\\0&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}5&-1\\2&4\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}9\\8\end{matrix}\right)$$

乘以等號左邊的矩陣。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}5&-1\\2&4\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}9\\8\end{matrix}\right)$$

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。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{4}{5\times 4-\left(-2\right)}&-\frac{-1}{5\times 4-\left(-2\right)}\\-\frac{2}{5\times 4-\left(-2\right)}&\frac{5}{5\times 4-\left(-2\right)}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}9\\8\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{2}{11}&\frac{1}{22}\\-\frac{1}{11}&\frac{5}{22}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}9\\8\end{matrix}\right)$$

矩陣相乘。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{2}{11}\times 9+\frac{1}{22}\times 8\\-\frac{1}{11}\times 9+\frac{5}{22}\times 8\end{matrix}\right)$$

計算。

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

解出矩陣元素 x 和 y。

$$x=2,y=1$$

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。

$$5x-y=9,2x+4y=8$$

讓 5x 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 5。

$$2\times 5x+2\left(-1\right)y=2\times 9,5\times 2x+5\times 4y=5\times 8$$

化簡。

$$10x-2y=18,10x+20y=40$$

透過在等號兩邊減去同類項的方式，從 10x-2y=18 減去 10x+20y=40。

$$10x-10x-2y-20y=18-40$$

將 10x 加到 -10x。 10x 和 -10x 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。

$$-2y-20y=18-40$$

將 -2y 加到 -20y。

$$-22y=18-40$$

將 18 加到 -40。

$$-22y=-22$$

將兩邊同時除以 -22。

$$y=1$$

在 2x+4y=8 中以 1 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。

$$2x+4=8$$

從方程式兩邊減去 4。

$$2x=4$$

將兩邊同時除以 2。

$$x=2$$

現已成功解出系統。

$$x=2,y=1$$