解決{l}{2x+3y=15}{x+y=6} |Microsoft數學求解器

$$\left. \begin{array} { l } { 2 x + 3 y = 15 } \\ { x + y = 6 } \end{array} \right.$$

解 x、y

$$x=3$$

$$y=3$$

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。

$$2x+3y=15,x+y=6$$

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。

$$2x+3y=15$$

從方程式兩邊減去 3y。

$$2x=-3y+15$$

將兩邊同時除以 2。

$$x=\frac{1}{2}\left(-3y+15\right)$$

\frac{1}{2} 乘上 -3y+15。

$$x=-\frac{3}{2}y+\frac{15}{2}$$

在另一個方程式 x+y=6 中以 \frac{-3y+15}{2} 代入 x在方程式。

$$-\frac{3}{2}y+\frac{15}{2}+y=6$$

將 -\frac{3y}{2} 加到 y。

$$-\frac{1}{2}y+\frac{15}{2}=6$$

從方程式兩邊減去 \frac{15}{2}。

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

將兩邊同時乘上 -2。

$$y=3$$

在 x=-\frac{3}{2}y+\frac{15}{2} 中以 3 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。

$$x=-\frac{3}{2}\times 3+\frac{15}{2}$$

-\frac{3}{2} 乘上 3。

$$x=\frac{-9+15}{2}$$

將 \frac{15}{2} 與 -\frac{9}{2} 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。

$$x=3$$

現已成功解出系統。

$$x=3,y=3$$

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。

$$2x+3y=15,x+y=6$$

以矩陣形式撰寫方程式。

$$\left(\begin{matrix}2&3\\1&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}15\\6\end{matrix}\right)$$

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

$$inverse(\left(\begin{matrix}2&3\\1&1\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}2&3\\1&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}2&3\\1&1\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}15\\6\end{matrix}\right)$$

矩陣和反矩陣的乘積為單位矩陣。

$$\left(\begin{matrix}1&0\\0&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}2&3\\1&1\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}15\\6\end{matrix}\right)$$

乘以等號左邊的矩陣。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}2&3\\1&1\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}15\\6\end{matrix}\right)$$

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。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{1}{2-3}&-\frac{3}{2-3}\\-\frac{1}{2-3}&\frac{2}{2-3}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}15\\6\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}-1&3\\1&-2\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}15\\6\end{matrix}\right)$$

矩陣相乘。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}-15+3\times 6\\15-2\times 6\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}3\\3\end{matrix}\right)$$

解出矩陣元素 x 和 y。

$$x=3,y=3$$

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。

$$2x+3y=15,x+y=6$$

讓 2x 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 2。

$$2x+3y=15,2x+2y=2\times 6$$

化簡。

$$2x+3y=15,2x+2y=12$$

透過在等號兩邊減去同類項的方式，從 2x+3y=15 減去 2x+2y=12。

$$2x-2x+3y-2y=15-12$$

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。

$$3y-2y=15-12$$

將 3y 加到 -2y。

$$y=15-12$$

將 15 加到 -12。

$$y=3$$

在 x+y=6 中以 3 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。

$$x+3=6$$

從方程式兩邊減去 3。

$$x=3$$

現已成功解出系統。

$$x=3,y=3$$