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連立方程式(かっこを含む)の計算問題

分配法則でかっこを外してから解く

この単元のポイント

公式と考え方

かっこのある連立方程式は,まず各式を文字の項と定数項に整理してから消去します。見た目の係数ではなく,分配後の実際の係数を使うことが要点です。かっこを外す作業と,二式を組み合わせる作業を分けて進めましょう。

  • かっこをはずして,同類項をまとめ,ax+by=cax+by=c の形にそろえます。左右のそれぞれで分配し,定数項を右側へ移すと,文字を同じ順に並べられます。元のかっこの外にあった項も一緒に書き写すことで,分配した式だけを残して項を落とす誤りを防げます。
  • 整理したあとは,代入法か加減法で解きます。係数が1や負の1の文字があれば代入法,係数がそろいやすければ加減法が候補になります。かっこの形そのものに解法を合わせる必要はありません。まず同じ標準形まで整理して,比べる土台を作ります。
  • かっこの前が負の数や「−-」のときは,符号に注意します。外の数は内側の全項にかかります。負の数ならそれぞれの積の符号を決めます。かっこの前の減法も負の1倍なので,同じ分配の考え方で処理し,一つ目の項だけ符号を変えないようにします。
  • 元のかっこへ解を代入すると,分配前の数量関係を直接確かめられます。簡単にした二式が合っても,整理の最初に間違えていれば元は合いません。二つのかっこ内を先に計算し,左右を別々に照合しましょう。
例題と解き方

{3(x−1)+y=8x+2(y−1)=5\begin{cases} 3(x-1)+y=8 \\ x+2(y-1)=5 \end{cases} を解きなさい。

  1. かっこをはずして整理します。3x+y=113x+y=11,x+2y=7x+2y=7
  2. 上の式を2倍して 6x+2y=226x+2y=22。下の式を引くと,5x=155x=15 より,x=3x=3 です。
  3. 3+2y=73+2y=7 より,y=2y=2 です。解は x=3, y=2x=3,\ y=2 です。
  4. x=3,y=2x=3,y=2 で元の左辺は 3(3−1)+2=83(3-1)+2=8,3+2(2−1)=53+2(2-1)=5 です。二式とも分配前の形で一致するため,解の組を確認できます。

2(x+y)−y=72(x+y)-y=7,x+3(y−1)=8x+3(y-1)=8 を解きなさい。

  1. 第一式は 2x+y=72x+y=7,第二式は x+3y=11x+3y=11 と整理します。かっこの外の項も合わせます。
  2. 第二式を2倍し第一式をひくと 5y=155y=15,y=3y=3 です。2x+3=72x+3=7 から x=2x=2 を得ます。
  3. 元へ戻して 2(2+3)−3=72(2+3)-3=7,2+3(3−1)=82+3(3-1)=8。答えの組 x=2,y=3x=2,y=3 は両式を満たします。
よくある間違い
  • 誤り:3(x−1)+y=83(x-1)+y=8 を 3x−1+y=83x-1+y=8 とする → 正しくは 3x−3+y=83x-3+y=8 です。定数項にも3をかけます。
  • 誤り:x+2(y−1)=5x+2(y-1)=5 を x+2y=4x+2y=4 とする → 正しくは x+2y=7x+2y=7 です。負の2を右へ移すと正の2になります。
  • 誤り:−(x−y)=−x−y-(x-y)=-x-y → 正しくは −x+y-x+y です。ひくかっこの全体に負の1がかかるため,内側の減法も反対になります。

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