代入消元法计算器
求解二元一次方程组,判断其具有唯一解、无解还是相关方程。
求解两个一次方程
输入a1x + b1y = c1和a2x + b2y = c2的系数。
关于用代入法求解方程组
代入消元法先用一个变量表示另一个变量,再将所得表达式代入另一条方程,从而求解联立方程。对于二元一次方程组,两条方程必须在同一点同时成立。唯一解是一个有序数对,其中x和y的值同时满足两条方程。在图像上,这个数对就是两条直线的交点。
将方程写成a1x + b1y = c1和a2x + b2y = c2。手工代入时,选择系数非零且方便整理的变量。例如,先从第一条方程解出x,得到x = (c1 - b1y) / a1。将第二条方程中的x替换为该表达式,解出所得一元方程中的y,再把y代回任意一条原方程求出x。最后,将两个值代入两条方程检验。
本计算器采用数学上等价的行列式公式,因此不受哪个系数便于分离变量的影响。行列式为a1b2 - a2b1。行列式非零时,两条直线方向不同,恰好有一个解。坐标为x = (c1b2 - c2b1)除以行列式,y = (a1c2 - a2c1)除以行列式。正确使用代入法也会得到相同结果。
行列式为零时需特别判断。若一条完整方程是另一条的倍数,则两者表示同一条直线,线上每一点都是解。此时方程相关,方程组有无穷多解。若变量系数成比例而常数项不成比例,则两条直线平行且不相交,方程组不相容、无解。结果面板会区分这些情况,而不是尝试除以零。
一次方程组可用于描述价格与数量、混合物、路程与速度、预算、坐标几何等关系。请保留系数前的负号;若方程中缺少某个变量,其系数输入零。支持小数系数,但精确分数的结果可能显示为循环小数。舍入仅用于显示,计算使用JavaScript数值的完整精度。若结果关系重大,务必将x和y代回原方程核实。
代入消元法示例
每组方程展示了方程与直线交点之间的关系。
| 方程组 | 解 | 检验 |
|---|---|---|
| x + y = 5; 2x - y = 1 | (2, 3) | 同时满足两条方程 |
| 2x + 3y = 7; x - y = 1 | (2, 1) | 代入x = y + 1 |
| x + y = 4; x - y = 0 | (2, 2) | 两条直线只有一个交点 |
如何使用代入法求解器
- 将两条方程整理为ax + by = c的形式。
- 输入第一条方程的x系数、y系数和常数项。
- 输入第二条方程对应的三个数值。
- 点击“用代入法求解”,查看解的类型与坐标。
- 将坐标代入两条原方程,检验结果。
代入消元法常见问题
什么时候使用代入法最方便?
当某个变量的系数为1或-1时,代入法尤其方便。如果某条方程已将一个变量单独表示出来,也适合使用代入法。
无解是什么意思?
无解表示两条方程对应不同的平行直线。变量系数成比例,但常数项不满足相同比例。
无穷多解是什么意思?
表示两条方程描述同一条直线,即使其中一条看起来是另一条的倍数。直线上的每一点都同时满足两条方程。
系数可以为零吗?
可以,零表示方程中没有该变量。如果两条方程合起来能确定两个变量,方程组仍可有唯一解。
如何检验答案?
将显示的数值分别代入每条原方程的x和y。每条方程左侧的值应等于右侧给定的常数项。