連立方程式計算機
クラメルの公式で二元一次連立方程式を解き、一意の解がない場合も判別します。
二元一次連立方程式ソルバー
二つの式を標準形にして係数を入力してください。各行はa掛けるxとb掛けるyの和がcに等しい式を表します。
方程式1
方程式2
連立一次方程式について
二つの一次方程式の連立では、両方の式を同時に満たす二変数の値を求めます。標準形では、各式の一方にxとyの係数付きの項、もう一方に定数を置きます。幾何学的には各式が直線を表し、平行でない二直線の交点が一意の解です。
本計算機は二元の連立方程式にクラメルの公式を使います。まず、一つ目のxの係数と二つ目のyの係数の積から、二つ目のxの係数と一つ目のyの係数の積を引き、係数行列式を求めます。これがゼロでなければ、係数の列を一列ずつ定数列に置き換えて二つの行列式を作ります。それぞれを係数行列式で割るとxとyが得られます。表示は小数点以下六桁に丸め、不要な末尾のゼロを省きます。
行列式がゼロなら係数の行は線形従属で、唯一の交点はありません。二つの式が同一直線を表す場合は解が無数にあり、異なる平行線なら解がありません。フェーズ1では、どちらも一つの順序対に決まらないため「一意の解なし」と表示します。元の式への代入で区別できますが、係数行列式では割れないという注意点は共通です。
連立方程式は複数の条件が同時に成立する場面をモデル化します。入場者数と売上からのチケット価格計算、混合物の分離、需要と供給の均衡、電話料金プランの比較、交点の特定、初歩的な回路方程式などが例です。大規模な連立方程式は工学、経済、コンピューターグラフィックス、統計、数値シミュレーションで使われます。二変数なら各段階を手計算で確かめられ、消去法、代入法、行列式、行列表記の学習に適しています。
小数、整数、正数、負数、ゼロを必要に応じて入力できます。先にすべての項を指定の標準形に整理してください。ない変数の係数は空欄ではなくゼロです。符号は整理後の式と正確に合わせましょう。計算後はxとyを両方の元の式に代入して一意の解を確認します。分数の解ではわずかな浮動小数点の丸め誤差が出ることがありますが、通常の学習や実用には小数点以下六桁で十分です。
連立方程式の例
| 方程式 | 解 | 幾何学的な意味 |
|---|---|---|
| x足すyは5、x引くyは1 | xは3、yは2 | 二直線は一点で交わります。 |
| 2x足すyは7、x引くyは2 | xは3、yは1 | 代入すると両方の式が成立します。 |
| x足すyは4、2x足す2yは8 | 一意の解なし | 両方の式が同じ直線を表します。 |
| x足すyは4、x足すyは6 | 一意の解なし | 直線は平行で、重なりません。 |
連立方程式の解き方
- 変数の項を左辺、定数を右辺に置く標準形に両方の式を直します。
- 方程式1の係数と定数、計三つを入力します。
- 方程式2の対応する三つの値を入力します。
- 「連立方程式を解く」を選び、解または一意の解がない旨の表示を確認します。
連立方程式のよくある質問
一意の解とは何ですか?
両方の式を満たす順序対が一つだけあることです。幾何学的には、平行でない二直線の唯一の交点です。
行列式がゼロだと何を意味しますか?
係数の行が従属しており、クラメルの公式で行列式による除算ができません。この場合、解がないか、無数にあります。
ない変数はどう入力しますか?
その変数の係数をゼロにします。空欄はゼロではなく、入力不足として扱われます。
小数の係数も使えますか?
はい。すべての欄で有限の小数や整数を使えます。安定して読みやすく表示するため、結果は小数点以下六桁に丸めます。
結果を確認するには?
表示されたxとyを両方の元の式に代入してください。通常の丸め誤差を除き、各左辺が対応する定数と等しくなるはずです。