3つの変数線形方程式システムと解法

建築には、建物を建てるための数学的計算があり、その1つが線形方程式系です。線形方程式系は、交点の座標を決定するのに役立ちます。スケッチに一致する建物を作成するには、正しい座標が不可欠です。この記事では、3変数線形方程式システム(SPLTV)について説明します。

線形方程式の3変数システムは、3つの変数を持ついくつかの線形方程式で構成されます。 3変数線形方程式の一般的な形式は次のとおりです。

ax + by + cz = d

a、b、c、およびdは実数ですが、a、b、およびcをすべて0にすることはできません。方程式には多くの解があります。任意の値を2つの変数に等しくして、3番目の変数の値を決定することにより、1つの解を得ることができます。

値(x、y、z)は、値(x、y、z)がSPLTVの3つの方程式を満たす場合、3変数線形方程式システムの解のセットです。 SPLTV決済セットは、置換方法と消去方法の2つの方法で決定できます。

代替方法

代入法は、ある変数の値をある方程式から別の方程式に代入することにより、連立一次方程式を解く方法です。この方法は、すべての変数値が線形方程式の3変数システムで取得されるまで実行されます。

(また読む:2変数線形方程式システム)

置換方法は、係数が0または1の方程式を含むSPLTVで使用する方が簡単です。置換方法を解く手順は次のとおりです。

  1. 単純な形の方程式を見つけます。単純な形式の方程式の係数は1または0です。
  2. 1つの変数を他の2つの変数の形式で表現します。たとえば、変数xは変数yまたはzで表されます。
  3. 2番目のステップで取得した変数値をSPLTVの他の方程式に置き換えて、2変数線形方程式システム(SPLDV)を取得します。
  4. ステップ3で取得したSPLDV決済を決定します。
  5. すべての未知の変数の値を決定します。

次の問題の例を実行してみましょう。次の3変数連立一次方程式の解のセットを決定します。

x + y + z = -6…(1)

x-2y + z = 3…(2)

-2x + y + z = 9…(3)

まず、式(1)をz = -x --y -6に変換して式(4)に変換します。次に、式(4)を式(2)に次のように代入できます。

x-2y + z = 3

x-2y +(-x --y-6)= 3

x-2y-x-y-6 = 3

-3年= 9

y = -3

その後、次のように式(4)を式(3)に代入できます。

-2x + y +(-x --y-6)= 9

-2x + y-x --y-6 = 9

-3x = 15

x = -5

x = -5およびy = -3の値があります。これを式(4)に代入して、次のようにz値を取得できます。

z = -x --y -6

z =-(-5)-(-3)-6

z = 5 + 3-6

z = 2

したがって、解のセット(x、y、z)=(-5、-3、2)があります。

除去方法

除去の方法は、2つの方程式の変数の1つを除去することによって線形方程式のシステムを解く方法です。この方法は、変数が1つだけ残るまで実行されます。

消去法は、3変数線形方程式のすべてのシステムで使用できます。ただし、この方法では、各ステップで1つの変数しか削除できないため、長いステップが必要です。 SPLTV決済セットを決定するには、少なくとも3つの消去方法が必要です。この方法は、置換方法と組み合わせると簡単になります。

消去法を使用して解決する手順は次のとおりです。

  1. SPLTVの3つの類似点を観察してください。同じ変数に同じ係数を持つ2つの方程式がある場合は、変数の係数が0になるように、2つの方程式を減算または加算します。
  2. どの変数も同じ係数を持たない場合は、両方の方程式に、両方の方程式の変数の係数を同じにする数を掛けます。変数の係数が0になるように、2つの方程式を減算または加算します。
  3. 他の方程式のペアについて、手順2を繰り返します。このステップで省略される変数は、ステップ2で省略される変数と同じである必要があります。
  4. 前のステップで2つの新しい方程式を取得した後、2変数線形方程式システム(SPLDV)の解法を使用して、2つの方程式の解のセットを決定します。
  5. ステップ4で取得した2つの変数の値をSPLTV方程式の1つに代入して、3番目の変数の値を取得します。

以下の問題では、消去法を使用してみます。 SPLTVソリューションのセットを決定してください!

2x + 3y-z = 20…(1)

3x + 2y + z = 20…(2)

X + 4y + 2z = 15…(3)

SPLTVは、変数zを削除することにより、解のセットを決定できます。まず、式(1)と(2)を合計して、次の式を取得します。

2x + 3y-z = 20

3x + 2y + z = 20 +

5x + 5y = 40

x + y = 8 ...(4)

次に、式(2)で2を乗算し、式(1)で1を乗算して、次のようにします。

3x + 2y + z = 20 | x2 6x + 4y + 2z = 40

x + 4y + 2z = 15 | x1 x + 4y + 2z = 15-

5x = 25

x = 5

xの値がわかったら、次のように式(4)に代入します。

x + y = 8

5 + y = 8

y = 3

式(2)のx値とy値を次のように代入します。

3x + 2y + z = 20

3(5)+ 2(3)+ z = 20

15 + 6 + z = 20

z =-

したがって、SPLTVソリューションのセット(x、y、z)は(5、3、-1)です。

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