与えられた連立一次方程式を解き、$x, y, z$の値を求めます。 連立方程式は以下の通りです。 $\begin{cases} x - 2y - 3z = -1 \\ x + y + 3z = 2 \\ x + 3y + 7z = 4 \end{cases}$

代数学連立一次方程式線形代数方程式の解法変数変換
2025/7/17

1. 問題の内容

与えられた連立一次方程式を解き、x,y,zx, y, zの値を求めます。
連立方程式は以下の通りです。
$\begin{cases}
x - 2y - 3z = -1 \\
x + y + 3z = 2 \\
x + 3y + 7z = 4
\end{cases}$

2. 解き方の手順

(1) 第1式と第2式からxxを消去します。第2式から第1式を引きます。
(x+y+3z)(x2y3z)=2(1)(x + y + 3z) - (x - 2y - 3z) = 2 - (-1)
3y+6z=33y + 6z = 3
y+2z=1y + 2z = 1 (4)
(2) 第1式と第3式からxxを消去します。第3式から第1式を引きます。
(x+3y+7z)(x2y3z)=4(1)(x + 3y + 7z) - (x - 2y - 3z) = 4 - (-1)
5y+10z=55y + 10z = 5
y+2z=1y + 2z = 1 (5)
(3) 式(4)と式(5)を比較すると、同じ式y+2z=1y + 2z = 1が得られます。これは、この連立方程式が独立した解を持たず、zzをパラメータとした解を持つことを意味します。
(4) z=tz = tとおくと、y=12ty = 1 - 2tとなります。
(5) これらを第2式x+y+3z=2x + y + 3z = 2に代入して、xxを求めます。
x+(12t)+3t=2x + (1 - 2t) + 3t = 2
x+1+t=2x + 1 + t = 2
x=1tx = 1 - t

3. 最終的な答え

x=1tx = 1 - t
y=12ty = 1 - 2t
z=tz = t
ここで、ttは任意の実数です。

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