解決{l}{x+y=140}{x/y=7} |Microsoft數學求解器

$$\left\{ \begin{array} { l } { x + y = 140 } \\ { \frac { x } { y } = 7 } \end{array} \right.$$

解 x、y

$$x = \frac{245}{2} = 122\frac{1}{2} = 122.5$$

$$y = \frac{35}{2} = 17\frac{1}{2} = 17.5$$

使用代換的步驟

考慮第二個方程式。 變數 y 不能等於 0，因為未定義除數為零。 對方程式兩邊同時乘上 y。

$$x=7y$$

從兩邊減去 7y。

$$x-7y=0$$

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。

$$x+y=140,x-7y=0$$

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。

$$x+y=140$$

從方程式兩邊減去 y。

$$x=-y+140$$

在另一個方程式 x-7y=0 中以 -y+140 代入 x在方程式。

$$-y+140-7y=0$$

將 -y 加到 -7y。

$$-8y+140=0$$

從方程式兩邊減去 140。

$$-8y=-140$$

將兩邊同時除以 -8。

$$y=\frac{35}{2}$$

在 x=-y+140 中以 \frac{35}{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。

$$x=-\frac{35}{2}+140$$

將 140 加到 -\frac{35}{2}。

$$x=\frac{245}{2}$$

現已成功解出系統。

$$x=\frac{245}{2},y=\frac{35}{2}$$

使用矩陣的步驟

考慮第二個方程式。 變數 y 不能等於 0，因為未定義除數為零。 對方程式兩邊同時乘上 y。

$$x=7y$$

從兩邊減去 7y。

$$x-7y=0$$

將方程式以標準式表示，然後使用矩陣來解方程組。

$$x+y=140,x-7y=0$$

以矩陣形式撰寫方程式。

$$\left(\begin{matrix}1&1\\1&-7\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}140\\0\end{matrix}\right)$$

方程式的兩邊在左方同時乘上 \left(\begin{matrix}1&1\\1&-7\end{matrix}\right) 的反矩陣。

$$inverse(\left(\begin{matrix}1&1\\1&-7\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}1&1\\1&-7\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}1&1\\1&-7\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}140\\0\end{matrix}\right)$$

矩陣和反矩陣的乘積為單位矩陣。

$$\left(\begin{matrix}1&0\\0&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}1&1\\1&-7\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}140\\0\end{matrix}\right)$$

乘以等號左邊的矩陣。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}1&1\\1&-7\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}140\\0\end{matrix}\right)$$

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。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}-\frac{7}{-7-1}&-\frac{1}{-7-1}\\-\frac{1}{-7-1}&\frac{1}{-7-1}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}140\\0\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{7}{8}&\frac{1}{8}\\\frac{1}{8}&-\frac{1}{8}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}140\\0\end{matrix}\right)$$

矩陣相乘。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{7}{8}\times 140\\\frac{1}{8}\times 140\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{245}{2}\\\frac{35}{2}\end{matrix}\right)$$

解出矩陣元素 x 和 y。

$$x=\frac{245}{2},y=\frac{35}{2}$$

使用消去法的步驟

考慮第二個方程式。 變數 y 不能等於 0，因為未定義除數為零。 對方程式兩邊同時乘上 y。

$$x=7y$$

從兩邊減去 7y。

$$x-7y=0$$

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。

$$x+y=140,x-7y=0$$

透過在等號兩邊減去同類項的方式，從 x+y=140 減去 x-7y=0。

$$x-x+y+7y=140$$

將 x 加到 -x。 x 和 -x 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。

$$y+7y=140$$

將 y 加到 7y。

$$8y=140$$

將兩邊同時除以 8。

$$y=\frac{35}{2}$$

在 x-7y=0 中以 \frac{35}{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。

$$x-7\times \frac{35}{2}=0$$

-7 乘上 \frac{35}{2}。

$$x-\frac{245}{2}=0$$

將 \frac{245}{2} 加到方程式的兩邊。

$$x=\frac{245}{2}$$

現已成功解出系統。

$$x=\frac{245}{2},y=\frac{35}{2}$$