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連立方程式
1. 連立方程式の基本事項
(a)変数…方程式の中に使われている x,y などの文字。
(b)変域…変数がどのような数になりうるか定めた範囲。
(例1)0 ≦ x ≦ 3…0 から 3 までのすべての数を含む。数直線上に表すと次のようになる。
(例2)1 < x < 4…1 と 4 の間にあるすべての数を含む。ただし,1 と 4 は含まない。数直線上に表
すと次のようになる。
(c)二元一次方程式…2 種類の変数を含む一次方程式。
(例)2x + y = 5,x − y = 3 など
(注)3 種類の変数を含む一次方程式は三元一次方程式と呼ばれる。
2. 連立二元一次方程式
二元一次方程式を 2 つ組み合わせたものを「連立二元一次方程式」という。また,連立二元一次方程式の
2 つの方程式を同時に成り立たせる変数の組を,「連立二元一次方程式の解」という。
(a)連立二元一次方程式の解き方
i.「加減法」を用いて解く
POINT:加減法
2つの方程式を足したり,引いたりして,2種類の変数のうち,ど
ちらか1つを消去して解く方法。
(注)2種類の変数の係数が,2つの方程式で異なる場合,係数を
そろえてから計算する。
(例1)
1
x + y = 4 …
2
2x − y = 5…
x+y = 4
1 +
2 より, +) 2x−y = 5 ← y を消去 ∴ x = 3…
3 ← x の値が求まった
3x
=9
3 を
1 へ代入して 3 + y = 4 ←求めた x の値を
1 または
2 へ代入して y の値を求める
∴ y = 1 よって,
(答)x = 3,y = 1
(例2)
1
3x + 4y = 5…
2
x + 2y = 1 …
2 を2倍する。
POINT:2種類の変数(x,y )の係数が,2つの方程式で異なるので,まず
2 × 2 より 2x + 4y = 2 …
2 ← y の係数が
1 と同じになった
3x+4y = 5
1 −
2 より −) 2x+4y = 2 ← y を消去 ∴ x = 3…
3 ← x の値が求まった
x
=3
1
3 を
2 へ代入して 3 + 2y = 1 ←求めた x の値を
1 または
2 へ代入して y の値を求める
(答)x = 3,y = 1
∴ y = 1 よって,
2 を 3 倍して x を消去して解いてもよい。
(注)最初に
ii.「代入法」を用いて解く
POINT:代入法
2つの方程式のうち,どちらか一つの方程式を1つの変数について
解き(x = ay + b または y = ax + b の形にする)これをもう一つ
の方程式に代入して解く方法。
(例1)
1
y = 2x − 1…
2
x + y = 2 …
1 を
2 へ代入して x + (2x − 1) = 2 ←変数は x だけになった
3 ← x の値が求まった
これを計算すると 3x = 3 ∴ x = 1…
3 を
1 へ代入して y = 2 ・ 1 − 1 = 1 ←求めた x の値を
1 または
2 へ代入して y の値を求
める
よって,(答)x = 1,y = 1
1
x − 2y = 4 …
2
3x − 4y = 10 …
1 の方程式を x について解く。
(x =… の形にする。
)
POINT:まず,
(例2)
1 より x = 2y + 4 …
1
1 を
2 へ代入して,
3(2y + 4) − 4y = 10 ←変数は y だけになった
3 ← y の値が求まった
これを計算すると 2y = −2 ∴ y = −1 …
3 を
1 へ代入して x − 2 ・ (−1) = 4 ←求めた y の値を
1 または
2 へ代入して x の値を求
める
x + 2 = 4 ∴ x = 2 よって,(答)x = 2,y = −1
※連立二元一次方程式の解き方のまとめ
1 「加減法」や「代入法」を用いて,変数を1種類にして,その変数の値を求める。
2 1 で求めた変数の値を,問題で与えられている2つの方程式のどちらかに代入し,も
う1つの変数の値も求める。
3 最後に
1 ,
2 で求めた2つの変数の値を,問題で与えられている2つの方程式の両方
に代入し,2つの方程式が両方とも成り立つことを確認する。
→連立二元一次方程式を解いたことになる
(b)連立二元一次方程式の解の表し方
解の表し方には以下の2通りがある。
1 x = a,y = b
2 (x,y) = (a,b)
(例)x が 3,y が −1 と求まった場合
1 x = 3,y = −1
2
2 (x,y) = (3,− 1)
1 ,
2 のどちらの表し方でもよい。
(注)
(c)A = B = C 型の連立方程式
POINT:A = B = C 型の連立方程式
A = B = C 型の連立方程式は以下の3つの組み合わせのいずれか
に変形して解く。
A=B
B=C
B=C
C=A
C=A
A=B
(注)どの組み合わせに変形して解いてもよい。
(例)2x + 14 = 7y+ 11 = 4x + 10y
まず,変形すると
2x + 14 = 4x + 10y
7y + 11= 4x + 10y
1
2x + 10y = 14 …
これを計算して整理すると
2
4x + 3y = 11 …
1 × 2 より 4x + 20y = 28 …
1
4x + 20y= 28
1 −
2 より −) 4x + 3y= 11 ∴ y = 1 …
3
3 を
1 に代入して
17y= 17
2x + 10 × 1 = 14 2x = 4 ∴ x = 2
よって,(答)x = 2,y = 1
3. 連立三元一次方程式
三元一次方程式を3つ組み合わせたものを,
「連立三元一次方程式」という。
※連立三元一次方程式の解き方
POINT:連立二元一次方程式の場合と同様に,「加減法」や「代入法」を用いて,変数の種類を減ら
していくと解ける。
1 まず,
「加減法」や「代入法」を用いて,3種類の変数のうち,どれか1つを消去して,変数を2
種類にする。
2 1 で変数を2種類にすると,連立二元一次方程式になるので,それを解き,2つの変数の値を求
める。
3 2 で求めた2つの変数の値を,問題で与えられている3つの方程式のどれかに代入し,残りの1
つの変数の値も求める。
4 最後に,
2 ,
3 で求めた3つの変数の値を問題で与えられている3つの方程式すべてに代入し,
3つの方程式がすべて成り立つことを確認する。
→ 連立三元一次方程式を解いたことになる。


x+y +z = 6 … 1
2
(例) x + 2y − 3z = 5 …


3
2x − y + 2z = 3 …
POINT:まず,y を消去していく
1 +
3 より
3
x+y+ z = 6
+)2x−y+2z= 3
3x
1 と
3 に加減法を用いて y を消去
←
+3z= 9
4
∴ x + z = 3 …
1 × 2 より 2x + 2y + 2z = 12 …
1
1 −
2 より
2x+2y+2z= 12
1 と
2 に加減法を用いて y を消去
←
−)x+2y−3z= 5
x
+5z= 7
5
∴ x + 5z = 7 …
4 ,
5 に注目すると,
4 ,
5 は連立二元一次方程式である。
ここで,
4
x + z = 3 …
5
x + 5z = 7…
x+5z= 7
5 −
4 より −) x+ z = 3 ← x を消去
4z= 4
6 ← z が求まった
∴ z = 1 …
6 を
4 に代入して x + 1 = 3 ←求めた z の値を
4 または
5 へ代入
7 ← x が求まった
∴ x = 2 …
6 ,
7 を
1 に代入して 2 + y + 1 = 6 ←求めた x,z の値を
1 または
2 または
3 へ代入して y の値も
求める
よって,(答)x = 2,y = 3,z = 1
(注)最初に y 以外の変数を消去して解いてもよい。
4