解決{l}{x+y=14}{2x+4y=38} |Microsoft數學求解器

$$\left\{ \begin{array} { l } { x + y = 14 } \\ { 2 x + 4 y = 38 } \end{array} \right.$$

解 x、y

$$x=9$$

$$y=5$$

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。

$$x+y=14,2x+4y=38$$

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。

$$x+y=14$$

從方程式兩邊減去 y。

$$x=-y+14$$

在另一個方程式 2x+4y=38 中以 -y+14 代入 x在方程式。

$$2\left(-y+14\right)+4y=38$$

2 乘上 -y+14。

$$-2y+28+4y=38$$

將 -2y 加到 4y。

$$2y+28=38$$

從方程式兩邊減去 28。

$$2y=10$$

將兩邊同時除以 2。

$$y=5$$

在 x=-y+14 中以 5 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。

$$x=-5+14$$

將 14 加到 -5。

$$x=9$$

現已成功解出系統。

$$x=9,y=5$$

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。

$$x+y=14,2x+4y=38$$

以矩陣形式撰寫方程式。

$$\left(\begin{matrix}1&1\\2&4\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}14\\38\end{matrix}\right)$$

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

$$inverse(\left(\begin{matrix}1&1\\2&4\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}1&1\\2&4\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}1&1\\2&4\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}14\\38\end{matrix}\right)$$

矩陣和反矩陣的乘積為單位矩陣。

$$\left(\begin{matrix}1&0\\0&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}1&1\\2&4\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}14\\38\end{matrix}\right)$$

乘以等號左邊的矩陣。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}1&1\\2&4\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}14\\38\end{matrix}\right)$$

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。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{4}{4-2}&-\frac{1}{4-2}\\-\frac{2}{4-2}&\frac{1}{4-2}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}14\\38\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}2&-\frac{1}{2}\\-1&\frac{1}{2}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}14\\38\end{matrix}\right)$$

矩陣相乘。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}2\times 14-\frac{1}{2}\times 38\\-14+\frac{1}{2}\times 38\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}9\\5\end{matrix}\right)$$

解出矩陣元素 x 和 y。

$$x=9,y=5$$

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。

$$x+y=14,2x+4y=38$$

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。

$$2x+2y=2\times 14,2x+4y=38$$

化簡。

$$2x+2y=28,2x+4y=38$$

透過在等號兩邊減去同類項的方式，從 2x+2y=28 減去 2x+4y=38。

$$2x-2x+2y-4y=28-38$$

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。

$$2y-4y=28-38$$

將 2y 加到 -4y。

$$-2y=28-38$$

將 28 加到 -38。

$$-2y=-10$$

將兩邊同時除以 -2。

$$y=5$$

在 2x+4y=38 中以 5 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。

$$2x+4\times 5=38$$

4 乘上 5。

$$2x+20=38$$

從方程式兩邊減去 20。

$$2x=18$$

將兩邊同時除以 2。

$$x=9$$

現已成功解出系統。

$$x=9,y=5$$