与えられた連立方程式を解く問題です。問題は2つあります。 (1) は2元連立一次方程式、(2) は3元連立一次方程式です。 (1) $x + 2y = -3$ $2x + 4y = 14$ (2) $x + 3y + 2z = 5$ $2x + 5y + 3z = 9$ $3x + 8y + 5z = 14$

代数学連立方程式線形代数不定解
2025/4/13

1. 問題の内容

与えられた連立方程式を解く問題です。問題は2つあります。
(1) は2元連立一次方程式、(2) は3元連立一次方程式です。
(1)
x+2y=3x + 2y = -3
2x+4y=142x + 4y = 14
(2)
x+3y+2z=5x + 3y + 2z = 5
2x+5y+3z=92x + 5y + 3z = 9
3x+8y+5z=143x + 8y + 5z = 14

2. 解き方の手順

(1)
1つ目の式を2倍すると 2x+4y=62x + 4y = -6 となります。
2つ目の式は 2x+4y=142x + 4y = 14 です。
左辺は同じですが、右辺が異なるため、この連立方程式は解を持ちません。
(2)
まず、1つ目の式を2倍し、2つ目の式から引きます。
2(x+3y+2z)(2x+5y+3z)=2(5)92(x + 3y + 2z) - (2x + 5y + 3z) = 2(5) - 9
2x+6y+4z2x5y3z=1092x + 6y + 4z - 2x - 5y - 3z = 10 - 9
y+z=1y + z = 1
次に、1つ目の式を3倍し、3つ目の式から引きます。
3(x+3y+2z)(3x+8y+5z)=3(5)143(x + 3y + 2z) - (3x + 8y + 5z) = 3(5) - 14
3x+9y+6z3x8y5z=15143x + 9y + 6z - 3x - 8y - 5z = 15 - 14
y+z=1y + z = 1
どちらの計算でも y+z=1y + z = 1 という式が得られました。
z=1yz = 1 - y を1つ目の式に代入します。
x+3y+2(1y)=5x + 3y + 2(1-y) = 5
x+3y+22y=5x + 3y + 2 - 2y = 5
x+y=3x + y = 3
x=3yx = 3 - y
よって、x=3yx = 3 - y, z=1yz = 1 - yとなります。yyの値は一つに定まらないため、不定解となります。

3. 最終的な答え

(1) 解なし
(2) x=3yx = 3 - y, z=1yz = 1 - y (y は任意の実数)

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