与えられた連立一次方程式を解いて、$x, y, z$の値を求める問題です。連立一次方程式は以下の通りです。 $\begin{bmatrix} -1 & -2 & 1 \\ 1 & 2 & 5 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} x \\ y \\ z \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 6 \\ 0 \end{bmatrix}$

代数学連立一次方程式線形代数行列解の存在パラメータ表示
2025/6/12

1. 問題の内容

与えられた連立一次方程式を解いて、x,y,zx, y, zの値を求める問題です。連立一次方程式は以下の通りです。
[121125][xyz]=[60]\begin{bmatrix} -1 & -2 & 1 \\ 1 & 2 & 5 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} x \\ y \\ z \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 6 \\ 0 \end{bmatrix}

2. 解き方の手順

上記の行列式を連立一次方程式に書き換えます。
x2y+z=6-x - 2y + z = 6
x+2y+5z=0x + 2y + 5z = 0
第一式と第二式を足し合わせると、xxyyが消去され、zzだけが残ります。
(x2y+z)+(x+2y+5z)=6+0(-x - 2y + z) + (x + 2y + 5z) = 6 + 0
6z=66z = 6
z=1z = 1
z=1z=1 を第二式に代入します。
x+2y+5(1)=0x + 2y + 5(1) = 0
x+2y+5=0x + 2y + 5 = 0
x+2y=5x + 2y = -5
第一式を2倍して第二式に足し合わせます。
2x4y+2z=12-2x -4y +2z = 12
x+2y+5z=0x + 2y + 5z = 0
この二つの式からxxyyは一意に定まらないことがわかります。x+2y=5x+2y=-5 を満たすものを探す必要があります。yyをパラメータ tt とすると、y=ty=t となります。このとき、x=52tx = -5-2t となります。

3. 最終的な答え

x=52tx = -5 - 2t
y=ty = t
z=1z = 1
ttは任意の実数)

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