連立一次方程式(2元)計算
2 つの式の係数を入れると、x と y を求めます。解が 1 組・なし・無数の場合も判定します。
解き方(クラメルの公式)
連立方程式 a₁ x + b₁ y = c₁、a₂ x + b₂ y = c₂ の行列式を Δ = a₁ b₂ − a₂ b₁ とします。
- Δ ≠ 0 のとき:解は 1 組だけで、x = (c₁ b₂ − c₂ b₁) ÷ Δ、y = (a₁ c₂ − a₂ c₁) ÷ Δ です。
- Δ = 0 のとき:解が「なし」か「無数」かは、定数項との関係で決まります(下の表)。
小数の係数も、分数に直して正確に計算するので、0.1 + 0.2 のような誤差で、Δ = 0 の判定が狂うことはありません。
解の 3 種類
| 場合 | 意味 | 判定 |
|---|---|---|
| 解が 1 組 | 2 本の直線が 1 点で交わる | Δ ≠ 0 |
| 解なし | 2 本の直線が平行で、重ならない(または、0 = 0 以外の矛盾した式がある) | Δ = 0 で、定数項が合わない |
| 解が無数 | 2 本の式が、同じ直線を表す。その直線上のすべての点が解です。係数も定数項もすべて 0 のときは、すべての x・y が解です | Δ = 0 で、定数項も合う |
Δ = 0 のときは、係数だけの行列のランク(0・1)と、定数項を加えた行列のランクを比べて、解なし・無数を決めます。Δ = 0 だけでは、決められません。
計算例
| 式 1 | 式 2 | 結果 |
|---|---|---|
| x + y = 3 | x − y = 1 | x = 2、y = 1 |
| 2x + 3y = 8 | x − y = −1 | x = 1、y = 2 |
| x + y = 1 | x + y = 2 | 解なし(平行) |
| x + y = 1 | 2x + 2y = 2 | 無数の解(直線 x + y = 1 上のすべての点) |
| 0x + 0y = 0 | 0x + 0y = 0 | すべての x・y が解 |
注意点
- 3 つ以上の未知数の連立方程式、グラフ、途中式(消去法・代入法)、不等式は扱いません。
- 解が分数になるときは、約分した分数と小数を並べて表示します。
- 1 つの未知数の二次方程式は二次方程式・解の公式、分数の計算は分数計算が使えます。
よくある質問
解がない・無数にあるのは、どんなときですか?
Δ = a₁ b₂ − a₂ b₁ が 0 のときです。2 本の直線が平行で重ならなければ解なし、重なれば無数の解です。
連立方程式の答えが分数になるのは?
割り切れない場合です。このツールは、分数のまま正確に計算し、約分した分数と小数を表示します。
係数が 0 の式は入力できますか?
できます。0 と入力してください(空欄は未入力として扱います)。