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連立方程式(代入法)の計算問題

xまたはyについて解ける式を代入して解く

この単元のポイント

公式と考え方

代入法では,一方の方程式で表された文字の値を,もう一方の式の同じ文字へ置き換えます。式全体を一つの数として入れるため,かっこで範囲を保つことが要点です。一文字を消して解いたあと,もう一方の値も求めて二つの条件を確かめます。

  • y=⋯y=\cdots(または x=⋯x=\cdots)の式を,もう一方の式の yy(または xx)にかっこつきで代入します。等しい量どうしの置き換えなので,代入後も同じ解を探しています。二つの式を混ぜて数字だけを移す操作ではありません。どちらの文字を何の式で置き換えたかを,最初の行にはっきり残しましょう。
  • xx だけの方程式になるので,それを解きます。代入してできた一次方程式では,分配,移項,同類項の整理を順に行います。代入した式に負の符号や係数がかかっているなら,かっこ内の全項へその操作を及ぼします。先に一文字になったことを確認してから計算します。
  • 求めた値を,y=⋯y=\cdots の式に代入して,もう一方の値を求めます。解は x=⋯x=\cdots,y=⋯y=\cdots の両方を答えます。一つの値が出たら,最も簡単な元の関係へ戻して相手を求めます。解は順序のある二数の組なので,どちらの文字の値かを添えます。一文字を消すことは,もう一方の答えが不要になるという意味ではありません。
  • 求めた xx,yy を,もとの2つの方程式の両方に代入して,確かめます。検算は二本の元の式で別々に行います。一つの式に合う組は多数あるため,両方に同時に合うかが連立の条件です。代入後の一文字の式だけで確かめず,置き換える前のかっこのない関係まで戻しましょう。
例題と解き方

{y=2x−13x+y=9\begin{cases} y=2x-1 \\ 3x+y=9 \end{cases} を解きなさい。

  1. 上の式を下の式の yy に代入します。3x+(2x−1)=93x+(2x-1)=9
  2. 5x=105x=10 より,x=2x=2 です。
  3. y=2×2−1=3y=2\times 2-1=3 なので,解は x=2, y=3x=2,\ y=3 です。
  4. x=2,y=3x=2,y=3 では 3=2×2−13=2\times2-1,3×2+3=93\times2+3=9 です。二本とも成立するので,求めた二数の組が連立方程式の解です。

y=5−xy=5-x,2x+3y=122x+3y=12 を連立して解きなさい。

  1. 第二の式へ代入して 2x+3(5−x)=122x+3(5-x)=12 です。3は和全体にかかります。
  2. 2x+15−3x=122x+15-3x=12 より −x=−3-x=-3,x=3x=3 です。y=5−3=2y=5-3=2 と戻します。
  3. 答えは x=3,y=2x=3,y=2。2=5−32=5-3 と 2×3+3×2=122\times3+3\times2=12 が両方成り立つので確認できます。
よくある間違い
  • 誤り:y=2x−1y=2x-1 を 3x−y=93x-y=9 に入れて 3x−2x−1=93x-2x-1=9 → 正しくは 3x−(2x−1)=93x-(2x-1)=9 です。ひく範囲をかっこで示します。
  • 誤り:x=2x=2 だけを答える → 正しくは x=2,y=3x=2,y=3 の組です。二変数の連立方程式では,相手の値も元の式から求めます。
  • 誤り:y=2x−1y=2x-1 を同じ式へ戻すだけで消去する → 正しくはもう一方の方程式へ代入します。別の条件と組み合わせて初めて値を絞れます。

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