Innhold
De tre metodene som oftest brukes for å løse ligningssystemer er substitusjon, eliminering og forsterkede matriser. Substitusjon og eliminering er enkle metoder som effektivt kan løse de fleste systemer med to ligninger på noen få enkle trinn. Metoden for utvidede matriser krever flere trinn, men anvendelsen av den strekker seg til et større utvalg av systemer.
Innbytte
Substitusjon er en metode for å løse ligningssystemer ved å fjerne alle unntatt en av variablene i en av ligningene og deretter løse den ligningen. Dette oppnås ved å isolere den andre variabelen i en ligning og deretter erstatte verdiene for disse variablene i en annen annen ligning. For å løse systemet for ligninger x + y = 4, 2x - 3y = 3, isoler for eksempel variabelen x i den første ligningen for å få x = 4 - y, og erstatt deretter denne verdien av y i den andre ligningen for å få 2 (4 - y) - 3y = 3. Denne ligningen forenkles til -5y = -5, eller y = 1. Plugg denne verdien inn i den andre ligningen for å finne verdien av x: x + 1 = 4 eller x = 3.
eliminering
Eliminering er en annen måte å løse ligningssystemer ved å omskrive en av ligningene i form av bare en variabel. Eliminasjonsmetoden oppnår dette ved å legge til eller trekke fra ligninger fra hverandre for å avbryte en av variablene. Hvis du for eksempel legger til ligningene x + 2y = 3 og 2x - 2y = 3, gir du en ny ligning, 3x = 6 (merk at y-vilkårene ble kansellert). Systemet løses deretter ved å bruke de samme metodene som for substitusjon. Hvis det er umulig å avbryte variablene i ligningene, vil det være nødvendig å multiplisere hele ligningen med en faktor for å få koeffisientene til å stemme overens.
Augmented Matrix
Forstørrede matriser kan også brukes til å løse ligningssystemer. Den forstørrede matrisen består av rader for hver ligning, kolonner for hver variabel og en forstørret kolonne som inneholder den konstante termen på den andre siden av ligningen. For eksempel er den forstørrede matrisen for systemet med ligninger 2x + y = 4, 2x - y = 0, ...].
Bestemme løsningen
Neste trinn innebærer å bruke elementære radoperasjoner som å multiplisere eller dele en rad med en konstant annet enn null og legge til eller trekke fra rader. Målet med disse operasjonene er å konvertere matrisen til rad-echelon-form, der den første ikke-null-oppføringen i hver rad er en 1, oppføringene over og under denne oppføringen er alle nuller, og den første ikke-null-oppføringen for hver rad er alltid til høyre for alle slike oppføringer i radene over den. Rad-echelon-form for matrisen ovenfor er, ...]. Verdien av den første variabelen er gitt av den første raden (1x + 0y = 1 eller x = 1). Verdien av den andre variabelen er gitt av den andre raden (0x + 1y = 2 eller y = 2).
applikasjoner
Substitusjon og eliminering er enklere metoder for å løse ligninger og brukes mye oftere enn forstørrede matriser i grunnleggende algebra. Substitusjonsmetoden er spesielt nyttig når en av variablene allerede er isolert i en av ligningene. Eliminasjonsmetoden er nyttig når koeffisienten til en av variablene er den samme (eller dens negative ekvivalent) i alle ligningene. Den primære fordelen med forstørrede matriser er at den kan brukes til å løse systemer med tre eller flere ligninger i situasjoner hvor substitusjon og eliminering enten er umulig eller umulig.