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応用分野: 多元1次方程式の解(行列式を用いた表示)

3元1次方程式の解

{a11x1+a12x2+a13x3=b1(1)a21x1+a22x2+a23x3=b2(2)a31x1+a32x2+a33x3=b3(3)

x3 を消去する.

(1)×a23
a11a23x1+a12a23x2+a13a23x3=a23b1 ・・・・・・(4)

(2)×a13
a13a21x1+a13a22x2+a13a23x3=a13b2 ・・・・・・(5)

(4)−(5)
(a11a23a13a21)x1+(a12a23a13a22)x2=a23b1a13b2 ・・・・・・(6)

(1)×a33
a11a33x1+a12a33x2+a13a33x3=a33b1・・・・・・(7)

(3)×a13
a13a31x1+a13a32x2+a13a33x3=a13b3・・・・・・(8)

(7)−(8)
(a11a33a13a31)x1+(a12a33a13a32)x2=a33b1a13b3・・・・・・(9)

x2 を消去する.

(6)×(a12a33a13a32) −(9)× (a12a23a13a22)

{(a12a33a13a32)(a11a23a13a21)(a12a23a13a22)(a11a33a13a31)}x1=(a12a33a13a32)(a23b1a13b2)(a12a23a13a22)(a33b1a13b3)

x1の係数

a12a33a11a23a12a33a13a21a13a32a11a23+a13a32a13a21a12a23a11a33 +a12a23a13a31+a13a22a11a33a13a22a13a31

=a12a13a21a33a11a13a23a32+a13a13a21a32+a12a13a23a31+a11a13a22a33a13a13a22a31

=a13(a11a22a33a11a23a32+a12a23a31a12a21a33+a13a21a32a13a22a31)

定数項

a12a33a23b1a12a33a13b2a13a32a23b1+a13a32a13b2a12a23a33b1+a12a23a13b3+a13a22a33b1a13a22a13b3

=a12a13a33b2a13a23a32b1+a13a13a32b2+a12a13a23b3+a13a22a33b1a13a13a22b3

=a13(a22a33b1a23a32b1+a13a32b2a12a33b2+a12a23b3a13a22b3)

よって,整理すると

x1=a13(a22a33b1a23a32b1+a13a32b2a12a33b2+a12a23b3a13a22b3)a13(a11a22a33a11a23a32+a12a23a31a12a21a33+a13a21a32a13a22a31)

=b1a22a33b1a23a32+b2a13a32b2a12a33+b3a12a23b3a13a22a11a22a33a11a23a32+a12a23a31a12a21a33+a13a21a32a13a22a31

行列式を用いて表すと

x1=|b1a12a13b2a22a23b3a32a33||a11a12a13a21a22a23a31a32a33|

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学生スタッフ作成

最終更新日: 2025年1月17日

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