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連立方程式と解の計算問題

連立方程式の解が与えられたとき,その解を代入して未知の係数の値を求める練習をする

この単元のポイント

公式と考え方

連立方程式の解が先に分かっているときは,その組を条件として係数を逆に決めます。解の二数を対応する文字へ入れると,係数の文字に関する等式が残ります。解をもう一度探すのではなく,指定の組を成立させる係数を答えることを意識しましょう。

  • 解を式に代入すると,aa や bb についての方程式ができます。両式に同じ解の組を使います。第一式だけ一つの文字を入れ,第二式へ別の文字を入れるという分担ではありません。それぞれの式に現れるすべての既知の文字を置き換えて,未知の係数を残します。
  • それぞれの式から,aa,bb の値を求めます。式の中の文字が1つずつなら,別々に解けます。係数が別々に一つずつ現れる例では,一次方程式を独立に解けます。二つの係数が両方の式へ混じるなら,係数自身について連立して求めます。どちらの場合も,求める文字を途中で解の文字へ入れ替えないようにします。
  • 係数を残した積に負の既知値を入れる際は,かっこを補います。負の値を係数との積に入れるときは,かっこ付きで書いてから整理します。負の係数でわる場面もあるので,代入で生じた符号と移項による符号変更を別々に確認します。二つの値の対応表を先に作ると転記を防げます。
  • 得られた係数を元の連立方程式へ入れ直し,さらに指定の解の組を入れて検査します。二つの式がどちらも成立すれば条件に合います。片方の係数をもう片方にも使うなど,係数の名前の取り違えもこの検算で発見できます。
例題と解き方

x=2, y=1x=2,\ y=1 が連立方程式 {ax+y=7x+by=4\begin{cases} ax+y=7 \\ x+by=4 \end{cases} の解のとき,aa,bb の値を求めなさい。

  1. 上の式に代入して,2a+1=72a+1=7 より,a=3a=3 です。
  2. 下の式に代入して,2+b=42+b=4 より,b=2b=2 です。
  3. a=3,b=2a=3,b=2 と指定の組 (2,1)(2,1) を戻すと 3×2+1=73\times2+1=7,2+2×1=42+2\times1=4 です。二式を同時に満たす係数の組を確かめられます。

x=−1, y=3x=-1,\ y=3 が連立方程式 {ax−y=−5x+by=8\begin{cases} ax-y=-5 \\ x+by=8 \end{cases} の解のとき,aa,bb の値を求めなさい。

  1. 上の式に代入して,−a−3=−5-a-3=-5 より,a=2a=2 です。
  2. 下の式に代入して,−1+3b=8-1+3b=8 より,b=3b=3 です。
  3. a=2,b=3a=2,b=3,解 (−1,3)(-1,3) なら 2×(−1)−3=−52\times(-1)-3=-5,−1+3×3=8-1+3\times3=8 です。解と係数の二種類の組を区別して答えます。
よくある間違い
  • 誤り:指定の x=2,y=1x=2,y=1 を逆にして a+2=7a+2=7 とする → 正しくは 2a+1=72a+1=7 です。文字ごとの対応を保って代入します。
  • 誤り:x=−1x=-1 を axax へ入れて a−1a-1 とする → 正しくは a×(−1)=−aa\times(-1)=-a です。積を減法と読まないようにします。
  • 誤り:係数を聞かれて解 x=−1,y=3x=-1,y=3 を再び答える → 正しくはこの例で a=2,b=3a=2,b=3 を答えます。既知の解と求めたい係数を区別します。

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