第16回

今回の目標
・進んだ代入法のしかたを覚える。
・消去法(加減法)による連立方程式の解き方を理解する。

進んだ代入法
(例題) 次の連立方程式を代入法で解け。

{ 3χ−2y=−1・・・・・・(1)
2x+3y=8・・・・・・(2)
(解答)
(2) を変形して、
   2χ=−3y+8
−3y+8
χ=( -------- ) ・・・・・・(2)'
(1) に代入して
−3y+8
3×( -------- )−2y=−1
これを解いて、
両辺2を掛けて
 3(−3y+8)−4y=−2
 −9y+24−4y=−2
 −13y=−2−24=−26

 y=( )
(2)' に代入して、
   χ=(
よって、 答え χ=( )、y=(

このようにしても解けるが、分数の計算があり面倒である。
そこで、次のような方法を考える。

(別解)
(1)(2) の両辺を、それぞれ何倍かして、χまたはyの係数の絶対値が等しくなるようなことを考えよう。
(1) を( )倍、(2) を( )倍すると、yの係数の絶対値がともに( )となる。つまり、

{ 9χ−6y=−3・・・・・・(1)'
4χ+6y=16・・・・・・(2)'

となる。(2)'の 4χを移項して、
  6y=−4χ+16 ・・・・・・(2)"
(1)' の6yの代わりに( −4χ+16 )を入れて、
  9χ−(−4χ+16)=−3
カッコをはずして、
 (9χ+4χ−16)=−3
これを解いて、
 9χ+4χ=−3+16
 13χ=13
 χ=( )
(2)'' より、
 6y=−4×( )+16=( 12 )
 y=( )
よって、  χ=( )、y=( )

このように、χやyに係数をつけたまま代入する方法を利用すると、
途中で分数の計算をせずに解くことが出来ます。


消去法(加減法)
 前の例題のもう1つの解き方を紹介します。
(別解2)
yの係数の絶対値をそろえるところまでは同じです。つまり、

{ 9χ−6y=−3・・・・・・(1)'
4χ+6y=16・・・・・・(2)'

等式の性質より、両辺に同じ量を足しても等式は成り立ちます。
(2)'より、4χ+6y と 16 とは等しいので、(1)'の左辺には4χ+6y を足し、
右辺には 16 を足します(何のために足すかを考えてください)。つまり、
  9χ−6y+(4χ+6y)=-3+16
  9χ−6y+4χ+6y=( 13 )

計算して、
  13χ=13
  χ=( 1 )
(2)'より、
  4×( 1 )+6y=16
  6y=16−( 4 )=( 12 )
   y=( 2 )
よって、χ=( 1 )、y=( 2 )
   
これを(1)'+(2)'と書き、次のよ
 うに、積み算で計算します。

 この解き方では、yの係数の絶対値をそろえてから、yの項を消すために、式ごと足しています。
このような解き方を消去法または加減法といいます。
 この例題では、yの係数が 6 と -6 のように異符号なので、(1)' と (2)' とを足しましたが、
同符号の場合は、一方の式から、もう一方の式を引きます。

<問題1>次の連立1次方程式を解け。

(1) { 4χ+5y=2・・・・・・(1)    (2) { 0.3χ−0.8y=0.5y−0.4・・・・・・(1)
7χ−8y=−30・・・・・・(2)   0.4χ+0.2y=0.7χ−0.7・・・・・・(2)
(1)×8+(2)×5
32χ+40y=16・・・・・・(1)'
35χ−40y=−150・・・・・・(2)'
---------------------
67χ    =−134
 χ=−2
(1)より、
4×(−2)+5y=2
−8+5y=2
 5y=2+8=10
 y=2
答え x=−2,y=2
移項して
0.3χ−1.3y=−0.4・・・・・・(1)'
-0.3χ+0.2y=−0.7・・・・・・(2)'
辺々足して
-1.1y=-1.1
 y=1
(1)' より
 0.3χ-1.3=−0.4
 0.3χ=−0.4+1.3=0.9
 χ=3
答え x=3,y=1
(3) { 2χ/3+y/4=3/2・・・・・・(1) (4) { 2χ+3y=7・・・・・・(1)
χ/5+y/20=1/2・・・・・・(2)    4χ−5y=2・・・・・・(2)
(1)×12
 8χ+3y=18・・・・・・(1)'
(2)×40
 8χ+2y=20・・・・・・(2)'
(1)'−(2)'
 y=−2
(1)' より
 8χ+3・(-2)=18
 8χ=18+6=24
 χ=3
答え χ=3,y=−2
 
(1)×2−(2)
4χ+6y=14
4χ−5y=2
-------------
  11y=12
 y=12/11
(1) より
 2χ+36/11=7
 2χ=7−36/11=41/11
 χ=41/22
答え χ=41/22,y=12/11

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