■「掃き出し法」で不定,不能になる場合 ○ この頁では,連立方程式の「掃き出し法」による解き方のうちで,不定,不能となる場合を扱います. 係数行列が正則である場合( det(A)≠0 であるとき.すなわち, A −1 が存在するとき) A = の方程式に左から A −1 を掛けることにより,直ちに =A −1 という解がただ1つ存在することが分かります. これに対して,この頁で扱う問題は,係数行列が正則でない場合( det(A)=0 であるとき.すなわち, A −1 が存在しないとき)で,解が存在しない場合と不定解となる場合に分かれます. ○ 【例1】・・・解なしとなる場合 次のような連立方程式は, z にどのような値を与えても成立しません. したがって,この連立方程式は「解なし」(不能)となります. 1 x + 2z=3 …(1) 1 y+4z=5 …(2) 0 z=6 …(3) 未知数 y, z の立場を入れ替えると,次の連立方程式は, y にどのような値を与えても成立しません. 0 y = 5 …(2) 1 z=6 …(3) x についても同様です. これらを行列の形(拡大係数行列)で考えると,次のように「係数行列のある行がすべて0で,かつ,右辺の定数項が0でない」場合には,連立方程式は解なしになるということです. a d 0 b e c f p q r r≠0 g h i q≠0 ○ 【例2】・・・不定解となる場合 次のような連立方程式では,(3)式は z にどのような値を与えても成立します. 0 z= 0 …(3) z の値は任意の数ですが,これを t とおくと,(1)(2)により x, y の値はその z の値で表されることになります. x=3−2t y=5−4t z=t ↑自由に決められる変数が1個あるときは,1個の媒介変数を使って表される不定解となります. この場合,必ずしも z を媒介変数にしなくても,例えば x を媒介変数にすることもできます. Helpful site for study: 数学(中学・高校・大学・SPI) 1次不定方程式の『最強の求め方』紹介します！（特殊解/整数解1組）. x=t y=−1+2t z= − さらに,次のような連立方程式は, y, z にどのような値を与えても成立します. 1 x+2y+3z=4 …(1) 0 y = 0 …(2) y, z の値は任意の数ですが,これを s, t とおくと( y, z は互いに等しくなくてもよいから,別々の文字で表す),(1)により x の値はその y, z の値で表されることになります.
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上の色付けでいうと,しばらく 赤 が続きますが,だんだん 青く なっていき,最後に 真っ青 になればOKです.そのときの係数が特殊解です. 余り と 方程式の係数 を大切に扱い,式変形していきましょう. 練習問題 練習 (1) $133x-30y=1$ を満たす整数 $(x, y)$ の組を1組求めよ. (2) $85x+206y=1$ を満たす整数 $(x, y)$ の組を1組求めよ. (3) $162x+125y=2$ を満たす整数 $(x, y)$ の組を1組求めよ. 練習の解答
このようにして、$x$の候補を有限個に絞ることができました。 あとは、求めた候補を代入して、全く同じ作業を繰り返していくことで答えが求まります。 $x\leqq y\leqq z$の条件のもと、適する組は、 の3組になります。 $x\leqq y\leqq z$の固定を外すと、求める組の数は、 とわかります。 最後に自分で設定した大小関係の設定を外す作業は非常に忘れやすいので気をつけましょう! まとめ ・不定方程式には2元1次、2元2次(因数分解可能)、2元2次(因数分解不可能)、対称な3文字以上の4パターンがある ・2元1次不定方程式は適する解を見つけて、代入した式を辺々引けばOK ・2元2次不定方程式は2次の部分が因数分解可能なら()()=整数の形に因数分解する ・2次の部分が因数分解できなければ片方の文字についての2次方程式の判別式≧0を考える ・対称な3文字以上の方程式は大小関係を定めて候補を有限個にして調べることを繰り返せば解ける 塾・家庭教師選びでお困りではありませんか? 家庭教師を家に呼ぶ必要はなし、なのに、家で質の高い授業を受けられるという オンライン家庭教師 が最近は流行ってきています。おすすめのオンライン家庭教師サービスについて以下の記事で解説しているので興味のある方は読んでみてください。 私がおすすめするオンライン家庭教師のランキングはこちら!
YouTubeで 1次不定方程式を15秒で解く驚愕の裏技 と調べてください。 一応、この方法でこの問題を解いてみると、 95÷22=4•••7 22÷7=3•••1 余りが1になったので、3と4に-をつける。 そして、1+(-3)×(-4)=13 yに13を代入すると、 95x+286=1 xに-3を代入すると、 -285+286=1 よって、整数解は(x, y)=(-3, 13) ・xに代入する値は自分で探しました。 ・また、なんで13をyに代入しようと思ったかという と、xに代入すると95×13でとても大きい数字になると思ったので、yに代入しました。 わかりにくかったり、求めてる方法じゃなかったらごめんなさい。
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