与えられた等式を満たす$a, b, c, d$の値を求める問題です。 等式は以下の通りです。 $\begin{pmatrix} a & a+b & a-b \\ c & c-d & c+d \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} a & 2 & 6 \\ c & -1 & 4 \end{pmatrix}$

代数学行列連立方程式線形代数
2025/5/18

1. 問題の内容

与えられた等式を満たすa,b,c,da, b, c, dの値を求める問題です。
等式は以下の通りです。
(aa+babccdc+d)=(a26c14)\begin{pmatrix} a & a+b & a-b \\ c & c-d & c+d \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} a & 2 & 6 \\ c & -1 & 4 \end{pmatrix}

2. 解き方の手順

2つの行列が等しいことから、対応する要素同士が等しいという関係が成り立ちます。
これにより、以下の連立方程式が得られます。
* a=aa = a
* a+b=2a+b = 2
* ab=6a-b = 6
* c=cc = c
* cd=1c-d = -1
* c+d=4c+d = 4
まず、aabbに関する連立方程式を解きます。
a+b=2a+b = 2ab=6a-b = 6の2式を加えると、
2a=82a = 8
a=4a = 4
a=4a = 4a+b=2a+b = 2に代入すると、
4+b=24+b = 2
b=24b = 2-4
b=2b = -2
次に、ccddに関する連立方程式を解きます。
cd=1c-d = -1c+d=4c+d = 4の2式を加えると、
2c=32c = 3
c=32c = \frac{3}{2}
c=32c = \frac{3}{2}c+d=4c+d = 4に代入すると、
32+d=4\frac{3}{2} + d = 4
d=432d = 4 - \frac{3}{2}
d=8232d = \frac{8}{2} - \frac{3}{2}
d=52d = \frac{5}{2}

3. 最終的な答え

a=4a = 4
b=2b = -2
c=32c = \frac{3}{2}
d=52d = \frac{5}{2}

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