解決{l}{2x+7y=5}{3x+6y=20} |Microsoft數學求解器

$$\left. \begin{array} { l } { 2 x + 7 y = 5 } \\ { 3 x + 6 y = 20 } \end{array} \right.$$

解 x、y

$$x = \frac{110}{9} = 12\frac{2}{9} \approx 12.222222222$$

$$y = -\frac{25}{9} = -2\frac{7}{9} \approx -2.777777778$$

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。

$$2x+7y=5,3x+6y=20$$

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。

$$2x+7y=5$$

從方程式兩邊減去 7y。

$$2x=-7y+5$$

將兩邊同時除以 2。

$$x=\frac{1}{2}\left(-7y+5\right)$$

\frac{1}{2} 乘上 -7y+5。

$$x=-\frac{7}{2}y+\frac{5}{2}$$

在另一個方程式 3x+6y=20 中以 \frac{-7y+5}{2} 代入 x在方程式。

$$3\left(-\frac{7}{2}y+\frac{5}{2}\right)+6y=20$$

3 乘上 \frac{-7y+5}{2}。

$$-\frac{21}{2}y+\frac{15}{2}+6y=20$$

將 -\frac{21y}{2} 加到 6y。

$$-\frac{9}{2}y+\frac{15}{2}=20$$

從方程式兩邊減去 \frac{15}{2}。

$$-\frac{9}{2}y=\frac{25}{2}$$

對方程式的兩邊同時除以 -\frac{9}{2}，與兩邊同時乘上該分式的倒數一樣。

$$y=-\frac{25}{9}$$

在 x=-\frac{7}{2}y+\frac{5}{2} 中以 -\frac{25}{9} 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。

$$x=-\frac{7}{2}\left(-\frac{25}{9}\right)+\frac{5}{2}$$

-\frac{7}{2} 乘上 -\frac{25}{9} 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。

$$x=\frac{175}{18}+\frac{5}{2}$$

將 \frac{5}{2} 與 \frac{175}{18} 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。

$$x=\frac{110}{9}$$

現已成功解出系統。

$$x=\frac{110}{9},y=-\frac{25}{9}$$

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。

$$2x+7y=5,3x+6y=20$$

以矩陣形式撰寫方程式。

$$\left(\begin{matrix}2&7\\3&6\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}5\\20\end{matrix}\right)$$

方程式的兩邊在左方同時乘上 \left(\begin{matrix}2&7\\3&6\end{matrix}\right) 的反矩陣。

$$inverse(\left(\begin{matrix}2&7\\3&6\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}2&7\\3&6\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}2&7\\3&6\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}5\\20\end{matrix}\right)$$

矩陣和反矩陣的乘積為單位矩陣。

$$\left(\begin{matrix}1&0\\0&1\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}2&7\\3&6\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}5\\20\end{matrix}\right)$$

乘以等號左邊的矩陣。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=inverse(\left(\begin{matrix}2&7\\3&6\end{matrix}\right))\left(\begin{matrix}5\\20\end{matrix}\right)$$

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。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{6}{2\times 6-7\times 3}&-\frac{7}{2\times 6-7\times 3}\\-\frac{3}{2\times 6-7\times 3}&\frac{2}{2\times 6-7\times 3}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}5\\20\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}-\frac{2}{3}&\frac{7}{9}\\\frac{1}{3}&-\frac{2}{9}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}5\\20\end{matrix}\right)$$

矩陣相乘。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}-\frac{2}{3}\times 5+\frac{7}{9}\times 20\\\frac{1}{3}\times 5-\frac{2}{9}\times 20\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{110}{9}\\-\frac{25}{9}\end{matrix}\right)$$

解出矩陣元素 x 和 y。

$$x=\frac{110}{9},y=-\frac{25}{9}$$

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。

$$2x+7y=5,3x+6y=20$$

讓 2x 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 2。

$$3\times 2x+3\times 7y=3\times 5,2\times 3x+2\times 6y=2\times 20$$

化簡。

$$6x+21y=15,6x+12y=40$$

透過在等號兩邊減去同類項的方式，從 6x+21y=15 減去 6x+12y=40。

$$6x-6x+21y-12y=15-40$$

將 6x 加到 -6x。 6x 和 -6x 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。

$$21y-12y=15-40$$

將 21y 加到 -12y。

$$9y=15-40$$

將 15 加到 -40。

$$9y=-25$$

將兩邊同時除以 9。

$$y=-\frac{25}{9}$$

在 3x+6y=20 中以 -\frac{25}{9} 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。

$$3x+6\left(-\frac{25}{9}\right)=20$$

6 乘上 -\frac{25}{9}。

$$3x-\frac{50}{3}=20$$

將 \frac{50}{3} 加到方程式的兩邊。

$$3x=\frac{110}{3}$$

將兩邊同時除以 3。

$$x=\frac{110}{9}$$

現已成功解出系統。

$$x=\frac{110}{9},y=-\frac{25}{9}$$