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連立方程式(代入法 式変形あり)の計算問題

式を1つの文字について解く形に変形してから代入して解く

この単元のポイント

公式と考え方

代入しやすい形がない場合は,一本を一つの文字について解いてから使います。係数が1や負の1の文字を選ぶと,分数を増やさずに表せます。変形する式と,その式を入れる相手を区別し,二つの条件を一文字へまとめましょう。

  • xx または yy の係数が 11(または −1-1)の式を探します。その文字について解くと,分数が出ずに計算しやすくなります。係数の絶対値が1なら,移項だけで他の文字の式へ直せます。選ぶ文字は必ずしも最初に書かれた文字でなくて構いません。代入後の分配や符号が簡単になるほうを見つけると,計算を減らせます。
  • −y=−2x−4-y=-2x-4 のように係数が −1-1 のときは,両辺に −1-1 をかけて y=2x+4y=2x+4 とします。負の係数を正へ直すときは,等式全体に負の1をかけます。右辺の文字と定数項の両方の符号が変わるため,一項だけを変えないようにします。最初の変形が間違うと,代入後の計算が合っても違う組が出ます。
  • 変形した式を,もう一方の式に代入します。式全体にかっこをつけて,かけ算の分配を忘れないようにします。置き換えた式には,前にある係数もかかります。文字の値を表す和や差をかっこで囲み,その後で分配する順に書きます。変形した式を同じ式へ戻すのではなく,まだ使っていない方へ入れることも確認しましょう。
  • 求めた文字の値を,変形した式に代入して,もう一方の値を求めます。求めた組は,変形する前の二式で検査します。特に負の1で符号を変えた式を重点的に見ます。値を代入して両辺が等しくなれば,式の変形と代入の両段階を元の条件で確かめられます。
例題と解き方

{3x+4y=272x−y=−4\begin{cases} 3x+4y=27 \\ 2x-y=-4 \end{cases} を代入法で解きなさい。

  1. 下の式は yy の係数が −1-1 なので,yy について解きます。−y=−2x−4-y=-2x-4 より,y=2x+4y=2x+4 です。
  2. 上の式の yy に代入します。3x+4(2x+4)=273x+4(2x+4)=27 より,11x+16=2711x+16=27 なので,x=1x=1 です。
  3. y=2×1+4=6y=2\times 1+4=6 なので,解は x=1, y=6x=1,\ y=6 です。
  4. 組 x=1,y=6x=1,y=6 では 3+24=273+24=27,2−6=−42-6=-4 です。元の負の yy を含む式も成立するので,変形後の正の yy の式から戻して確かめられました。

x−y=1x-y=1,2x+y=82x+y=8 を代入法で解きなさい。

  1. 第一式を x=y+1x=y+1 と直し,第二式へ 2(y+1)+y=82(y+1)+y=8 と代入します。
  2. 3y+2=83y+2=8 なので y=2y=2,x=2+1=3x=2+1=3 です。文字の定義を入れ替えずに戻します。
  3. 元の式で 3−2=13-2=1,2×3+2=82\times3+2=8。両条件を満たすため,解は x=3,y=2x=3,y=2 です。
よくある間違い
  • 誤り:2x−y=−42x-y=-4 から y=−2x−4y=-2x-4 → 正しくは y=2x+4y=2x+4 です。−y=−2x−4-y=-2x-4 の全項を負の1倍します。
  • 誤り:4(2x+4)=8x+44(2x+4)=8x+4 → 正しくは 8x+168x+16 です。代入した式全体へ,元の文字にかかっていた係数4を分配します。
  • 誤り:y=2x+4y=2x+4 で x=1x=1 のとき y=2+1+4y=2+1+4 → 正しくは 2×1+4=62\times1+4=6 です。省略された記号は乗法として読みます。

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