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

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

解 x、y

$$x=\frac{1}{4}=0.25$$

$$y = \frac{25}{8} = 3\frac{1}{8} = 3.125$$

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。

$$3x+2y=7,5x-2y=-5$$

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。

$$3x+2y=7$$

從方程式兩邊減去 2y。

$$3x=-2y+7$$

將兩邊同時除以 3。

$$x=\frac{1}{3}\left(-2y+7\right)$$

\frac{1}{3} 乘上 -2y+7。

$$x=-\frac{2}{3}y+\frac{7}{3}$$

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

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

5 乘上 \frac{-2y+7}{3}。

$$-\frac{10}{3}y+\frac{35}{3}-2y=-5$$

將 -\frac{10y}{3} 加到 -2y。

$$-\frac{16}{3}y+\frac{35}{3}=-5$$

從方程式兩邊減去 \frac{35}{3}。

$$-\frac{16}{3}y=-\frac{50}{3}$$

對方程式的兩邊同時除以 -\frac{16}{3}，與兩邊同時乘上該分式的倒數一樣。

$$y=\frac{25}{8}$$

在 x=-\frac{2}{3}y+\frac{7}{3} 中以 \frac{25}{8} 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。

$$x=-\frac{2}{3}\times \frac{25}{8}+\frac{7}{3}$$

-\frac{2}{3} 乘上 \frac{25}{8} 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。

$$x=-\frac{25}{12}+\frac{7}{3}$$

將 \frac{7}{3} 與 -\frac{25}{12} 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。

$$x=\frac{1}{4}$$

現已成功解出系統。

$$x=\frac{1}{4},y=\frac{25}{8}$$

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。

$$3x+2y=7,5x-2y=-5$$

以矩陣形式撰寫方程式。

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

方程式的兩邊在左方同時乘上 \left(\begin{matrix}3&2\\5&-2\end{matrix}\right) 的反矩陣。

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

矩陣和反矩陣的乘積為單位矩陣。

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

乘以等號左邊的矩陣。

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

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。

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

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{1}{8}&\frac{1}{8}\\\frac{5}{16}&-\frac{3}{16}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}7\\-5\end{matrix}\right)$$

矩陣相乘。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{1}{8}\times 7+\frac{1}{8}\left(-5\right)\\\frac{5}{16}\times 7-\frac{3}{16}\left(-5\right)\end{matrix}\right)$$

計算。

$$\left(\begin{matrix}x\\y\end{matrix}\right)=\left(\begin{matrix}\frac{1}{4}\\\frac{25}{8}\end{matrix}\right)$$

解出矩陣元素 x 和 y。

$$x=\frac{1}{4},y=\frac{25}{8}$$

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。

$$3x+2y=7,5x-2y=-5$$

讓 3x 和 5x 相等的方法: 將第一個方程式兩邊的所有項目都乘上 5，以及將第二個方程式兩邊的所有項目都乘上 3。

$$5\times 3x+5\times 2y=5\times 7,3\times 5x+3\left(-2\right)y=3\left(-5\right)$$

化簡。

$$15x+10y=35,15x-6y=-15$$

透過在等號兩邊減去同類項的方式，從 15x+10y=35 減去 15x-6y=-15。

$$15x-15x+10y+6y=35+15$$

將 15x 加到 -15x。 15x 和 -15x 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。

$$10y+6y=35+15$$

將 10y 加到 6y。

$$16y=35+15$$

將 35 加到 15。

$$16y=50$$

將兩邊同時除以 16。

$$y=\frac{25}{8}$$

在 5x-2y=-5 中以 \frac{25}{8} 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。

$$5x-2\times \frac{25}{8}=-5$$

-2 乘上 \frac{25}{8}。

$$5x-\frac{25}{4}=-5$$

將 \frac{25}{4} 加到方程式的兩邊。

$$5x=\frac{5}{4}$$

將兩邊同時除以 5。

$$x=\frac{1}{4}$$

現已成功解出系統。

$$x=\frac{1}{4},y=\frac{25}{8}$$