問題1は、クラメルの公式を用いて連立一次方程式の解 $(x, y)$ を求める問題です。3つの連立一次方程式が与えられています。 問題2は、与えられた2x2行列の逆行列を求め、その要素を答える問題です。

代数学連立一次方程式行列クラメルの公式逆行列
2025/5/19
はい、承知いたしました。

1. 問題の内容

問題1は、クラメルの公式を用いて連立一次方程式の解 (x,y)(x, y) を求める問題です。3つの連立一次方程式が与えられています。
問題2は、与えられた2x2行列の逆行列を求め、その要素を答える問題です。

2. 解き方の手順

問題1:クラメルの公式
連立一次方程式
ax+by=eax + by = e
cx+dy=fcx + dy = f
の解は、クラメルの公式により、以下のようになります。
x=ebfdabcd=edbfadbcx = \frac{\begin{vmatrix} e & b \\ f & d \end{vmatrix}}{\begin{vmatrix} a & b \\ c & d \end{vmatrix}} = \frac{ed - bf}{ad - bc}
y=aecfabcd=afecadbcy = \frac{\begin{vmatrix} a & e \\ c & f \end{vmatrix}}{\begin{vmatrix} a & b \\ c & d \end{vmatrix}} = \frac{af - ec}{ad - bc}
(1)
{3x+8y=12x+6y=3\begin{cases} 3x + 8y = 1 \\ 2x + 6y = 3 \end{cases}
D=(3)(6)(8)(2)=1816=2D = (3)(6) - (8)(2) = 18 - 16 = 2
x=(1)(6)(8)(3)2=6242=182=9x = \frac{(1)(6) - (8)(3)}{2} = \frac{6 - 24}{2} = \frac{-18}{2} = -9
y=(3)(3)(1)(2)2=922=72=3.5y = \frac{(3)(3) - (1)(2)}{2} = \frac{9 - 2}{2} = \frac{7}{2} = 3.5
(2)
{3x+7y=12x+6y=3\begin{cases} 3x + 7y = 1 \\ 2x + 6y = 3 \end{cases}
D=(3)(6)(7)(2)=1814=4D = (3)(6) - (7)(2) = 18 - 14 = 4
x=(1)(6)(7)(3)4=6214=154=3.75x = \frac{(1)(6) - (7)(3)}{4} = \frac{6 - 21}{4} = \frac{-15}{4} = -3.75
y=(3)(3)(1)(2)4=924=74=1.75y = \frac{(3)(3) - (1)(2)}{4} = \frac{9 - 2}{4} = \frac{7}{4} = 1.75
(3)
{15x+17y=1522x+3y=5\begin{cases} 15x + 17y = 15 \\ 22x + 3y = 5 \end{cases}
D=(15)(3)(17)(22)=45374=329D = (15)(3) - (17)(22) = 45 - 374 = -329
x=(15)(3)(17)(5)329=4585329=40329=403290.1216x = \frac{(15)(3) - (17)(5)}{-329} = \frac{45 - 85}{-329} = \frac{-40}{-329} = \frac{40}{329} \approx 0.1216
y=(15)(5)(15)(22)329=75330329=255329=2553290.7751y = \frac{(15)(5) - (15)(22)}{-329} = \frac{75 - 330}{-329} = \frac{-255}{-329} = \frac{255}{329} \approx 0.7751
問題2:逆行列
2x2行列 A=(abcd)A = \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix} の逆行列は、
A1=1adbc(dbca)A^{-1} = \frac{1}{ad - bc} \begin{pmatrix} d & -b \\ -c & a \end{pmatrix}
です。
A=(5153)A = \begin{pmatrix} 5 & 1 \\ 5 & 3 \end{pmatrix}
det(A)=(5)(3)(1)(5)=155=10det(A) = (5)(3) - (1)(5) = 15 - 5 = 10
A1=110(3155)=(0.30.10.50.5)A^{-1} = \frac{1}{10} \begin{pmatrix} 3 & -1 \\ -5 & 5 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0.3 & -0.1 \\ -0.5 & 0.5 \end{pmatrix}
a=0.3,b=0.1,c=0.5,d=0.5a = 0.3, b = -0.1, c = -0.5, d = 0.5

3. 最終的な答え

問題1:
(1) x = -9, y = 3.5
(2) x = -3.75, y = 1.75
(3) x = 0.1216, y = 0.7751
問題2:
a = 0.3
b = -0.1
c = -0.5
d = 0.5

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