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克拉瑪公式

高中 12 年級 · 代數

觀念

xyΔ = −3 ≠ 0 → 恰一解(2, 1)2x + y = 5x − y = 1-11234-2-1123456O

二元一次聯立方程式 {ax+by=ecx+dy=f\begin{cases}ax+by=e\\cx+dy=f\end{cases} 的解可以用行列式直接寫出:Δ=∣abcd∣\Delta=\begin{vmatrix}a&b\\c&d\end{vmatrix},Δx\Delta_x 是把 xx 的係數行換成常數行,Δy\Delta_y 同理,則 x=ΔxΔx=\dfrac{\Delta_x}{\Delta}、y=ΔyΔy=\dfrac{\Delta_y}{\Delta}(Δ≠0\Delta\ne0)。Δ=0\Delta=0 時方程組無解或無限多解。

例:2x+y=5, x−y=12x+y=5,\ x-y=1:Δ=−3\Delta=-3、Δx=−6\Delta_x=-6、Δy=−3\Delta_y=-3,x=2,y=1x=2,y=1。

克拉瑪公式把「解方程」變成「算行列式」,推廣到三元一次方程組與反矩陣公式,是線性代數的入口。

例題

對聯立方程式 {4x−4y=0−x−4y=−15\begin{cases} 4x-4y = 0 \\ -x-4y = -15 \end{cases},求克拉瑪公式中的 Δx\Delta_x(把 xx 的係數行換成常數行的行列式)。

看解法與答案

係數行列式:Δ=∣4−4−1−4∣=(4)(−4)−(−4)(−1)=−16−(4)=−20\Delta = \begin{vmatrix} 4 & -4 \\ -1 & -4 \end{vmatrix} = (4)(-4) - (-4)(-1) = -16 - (4) = -20。

xx 那一行換成常數行:Δx=∣0−4−15−4∣=(0)(−4)−(−4)(−15)=−60\Delta_x = \begin{vmatrix} 0 & -4 \\ -15 & -4 \end{vmatrix} = (0)(-4) - (-4)(-15) = -60。

yy 那一行換成常數行:Δy=∣40−1−15∣=(4)(−15)−(0)(−1)=−60\Delta_y = \begin{vmatrix} 4 & 0 \\ -1 & -15 \end{vmatrix} = (4)(-15) - (0)(-1) = -60。

x=ΔxΔ=−60÷(−20)=3x = \dfrac{\Delta_x}{\Delta} = -60 \div (-20) = 3、y=ΔyΔ=−60÷(−20)=3y = \dfrac{\Delta_y}{\Delta} = -60 \div (-20) = 3。

答案: −60-60

用在哪裡

插畫

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學習路徑

先學會

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