連立方程式計算機
2変数または3変数の連立方程式、単一の一次方程式、2点を通る直線の方程式を解きます。
解
解
-
- x
- -
- y
- -
- z
- -
単一の一次方程式
ax+b=cをxについて解きます。
- x
- -
2点を通る直線
2点を通る直線y = mx + bの傾きとy切片を求めます。
- 傾き (m)
- -
- 直線の方程式
- -
使い方
線形方程式とは、ax + b = cのようにすべての変数が1次である代数方程式、またはそれらを組み合わせて解く方程式系のことです。グラフ上では直線(3変数の場合は平面)の集合として表され、その解はすべてが交わる点となります。
- 2または3の変数を選択してください
各方程式に対応する係数の行が表示されます。
- 係数を入力してください
負の値や小数も入力できます。
- 解を確認
解がない場合や無限に存在する場合の理由も確認できます。
クラメルの公式
この計算ツールはクラメルの公式を用いて連立方程式を解きます。具体的には、変形した係数行列の行列式を元の係数行列の行列式で割ることで解を求めます。
x = det(A_x) / det(A), y = det(A_y) / det(A)
2x + 3y = 8および4x - y = 2の場合:det(A) = (2)(-1) - (4)(3) = -14となります。x列を右辺の値と入れ替えるとdet(A_x) = (8)(-1) - (2)(3) = -14となり、x = -14 / -14 = 1が得られます。y列を入れ替えるとdet(A_y) = (2)(2) - (4)(8) = -28となり、y = -28 / -14 = 2が得られます。
唯一の解が存在しない場合
det(A)が0の場合、除算による求解はできません。2変数の場合、計算ツールは方程式が同一の直線を表しているか(解が無限に存在する)、決して交わらない平行な2直線を表しているか(解なし)を確認します。3変数の場合、行列式が0であることは3つの平面がただ1点で交わっていないことを意味します。解なしか無限に多くの解かを判別するには、単一の数値ではなく方程式そのものを比較する必要があります。
垂直な直線には傾きがありません
x座標が同じ2点を通る直線は鉛直線になります。その方程式はx = 定数となり、xの変化量が0であるため傾き(yの変化量/xの変化量)は定義されません。計算ツールはエラーを表示せず、この結果をそのまま出力します。
よくある質問
2変数の連立一次方程式はどのように解きますか?
この計算ツールはクラメルの公式(行列式を用いる方法)を使用します。2x + 3y = 8 および 4x - y = 2 の場合、行列式は D = (2)(-1) - (4)(3) = -14 となります。次に x = (8 × -1 - 2 × 3) / -14 = 1、y = (2 × 2 - 4 × 8) / -14 = 2 と求められます。検算:2(1) + 3(2) = 8 となり、一致します。
3変数の連立方程式も解けますか?
はい、可能です。3変数モードに切り替え、ax + by + cz = d の形式の方程式を3つ入力してください。計算ツールはクラメルの公式を3x3の行列式に拡張し、x、y、zを一括で求解します。例えば、x + y + z = 6、2y + 5z = -4、2x + 5y - z = 27 の場合、解は x = 5、y = 3、z = -2 となります。
ソルバーが「解なし」または「無数の解」と報告する場合、どういう意味ですか?
いずれも行列式が0の場合に発生します。2変数の場合、計算ツールは2つの方程式が同一の直線を表しているか(この場合は無数に解が存在します)、あるいは交わらない平行な直線を表しているか(この場合は解なしとなります)を確認します。例えば、x + y = 3と2x + 2y = 6は同一の直線であるため、その線上のすべての点が両方の方程式を満たします。
計算ツールは2点間の傾きをどのように求めていますか?
傾きはm = (y2 - y1) / (x2 - x1)で求められます。点(1, 2)と(3, 6)の場合、m = (6 - 2) / (3 - 1) = 2となります。次にy切片はb = y1 - m × x1 = 2 - 2(1) = 0となり、直線の方程式はy = 2xとなります。x1とx2が等しい場合、直線は垂直になり、計算ツールは傾きの代わりに「x = 」とその共通の値を表示します。
単一方程式ax + b = cにおいてa = 0の場合はどうなりますか?
a = 0の場合、xの項がなくなるため、方程式はb = cとなります。bとcが等しければ、すべてのxの値が解となります。bとcが等しくなければ、解は存在しません。計算ツールは、誤解を招く数値を表示する代わりに、これらのうちどの状態に該当するかを報告します。