聯立方程式計算機
使用克拉瑪公式求解二元一次聯立方程式,並辨識沒有唯一解的情況。
二元一次聯立方程式求解器
輸入兩個標準形式方程式的係數,每一列表示a乘x加b乘y等於c。
方程式1
方程式2
關於線性聯立方程式
二元一次聯立方程式要找出同時滿足兩個方程式的兩個變數值。在標準形式中,每個方程式左側包含x與y的係數項,右側為常數。從幾何上看,每個方程式代表一條直線,唯一解就是兩條不平行直線的交點。
本計算機使用克拉瑪公式求解二元一次聯立方程式。先計算係數行列式:第一個x係數乘以第二個y係數,減去第二個x係數與第一個y係數的乘積。若行列式非零,依序以常數直行替換一個係數直行,得到另外兩個行列式;分別除以係數行列式,即得x與y。顯示結果四捨五入至小數點後六位,並移除多餘的尾端零。
行列式為零表示係數橫列線性相依,沒有唯一交點。兩個方程式可能表示同一直線,有無限多解;也可能表示兩條不同的平行線,無解。第1階段將兩者都回報為沒有唯一解,因為都無法得到唯一的有序數對。代回原式可區分兩種情況,但核心提醒相同:不能除以係數行列式。
聯立方程式描述多個限制同時成立的情境,例如由總人數與收入求票價、分離混合物、平衡供需、比較電信方案、尋找交點與求解基礎電路方程式。更大的系統用於工程、經濟、電腦圖學、統計與數值模擬。二元情形的每一步都可手算核對,尤其適合學習消去法、代入法、行列式與矩陣記法。
可依需要輸入小數、整數、正數、負數或零。輸入係數前,務必將各項整理成指定的標準形式。若缺少某個變數,其係數應為零,而非留白。正負號必須與整理後的方程式完全一致。計算後,將x與y代回兩個原式以驗證唯一解。分數解可能出現些微浮點捨入誤差,但小數點後六位通常足以應付教學與實務問題。
聯立方程式範例
| 方程式 | 解 | 幾何意義 |
|---|---|---|
| x加y等於5;x減y等於1 | x等於3,y等於2 | 兩條直線只有一個交點。 |
| 2x加y等於7;x減y等於2 | x等於3,y等於1 | 代入後兩個方程式均成立。 |
| x加y等於4;2x加2y等於8 | 沒有唯一解 | 兩個方程式表示同一直線。 |
| x加y等於4;x加y等於6 | 沒有唯一解 | 兩條直線平行且不重合。 |
如何求解聯立方程式
- 將兩個方程式改寫為標準形式,變數項在左側,常數在右側。
- 輸入方程式1的三個係數或常數。
- 輸入方程式2對應的三個數值。
- 選取「求解聯立方程式」,查看解或沒有唯一解的提示。
聯立方程式常見問題
什麼是唯一解?
唯一解是同時滿足兩個方程式的唯一有序數對。從幾何上看,它是兩條不平行直線的唯一交點。
行列式為零代表什麼?
這表示係數橫列線性相依,克拉瑪公式無法除以該行列式。此時聯立方程式無解或有無限多解。
缺少某個變數時如何輸入?
將缺少變數的係數設為零。留白會被視為輸入不完整,而不是係數為零。
可以使用小數係數嗎?
可以。每個欄位都接受有限的小數或整數。結果四捨五入至小數點後六位,方便穩定、清楚地顯示。
如何核對結果?
將顯示的x與y代入兩個原式。在容許正常小數捨入誤差的情況下,各式左側應等於對應常數。