中学数学

【中2数学】そもそも連立方程式って何だ?(オモシロ数学!)

中学数学

※広告が含まれている場合があります※

今回は、「そもそも連立方程式って何?」という疑問を深掘りしていきましょう!

連立方程式とは?

中2で「式の計算」を習ったあと、当然のように「連立方程式」を習いますが、
そもそも連立方程式って何なんでしょう?

中学1年生で習う方程式は、このような方程式でしたね。
\(3x-1=5\)
これを解くと、\(x=2\) となります。

中学1年生で習う方程式は、値が分からない1つの文字と、1つの式があって、
移行したりすることで等式を満たす文字の値を求めるものでした。

ところが、中学2年生になると、新しく次のような方程式を習います。
\(\begin{equation}\left\{\begin{alignedat}{2}&2x+3y=1 \\&4x-3y=-7\end{alignedat}\right.\end{equation}\)
この方程式では、値の分からない文字が\(x\) と \(y\) の2つに増えています。
また、式も2つありますね。

このように、2つ(以上)の文字を含んだ式が2つ(以上)並んでいる方程式を、連立方程式といいます。

文字の数以上に式があれば、解を1つに決められる

連立方程式のすごいところは、文字の個数に対してそれ以上の式があれば、文字の値を1つに決められるところ。

例えば、
\(2x+3y=1\)
という方程式だけでは、\(x\) と \(y\) の値を1つに決めることはできませんが(当てはまる解が無限に存在してしまいます)、
\(\begin{equation}\left\{\begin{alignedat}{2}&2x+3y=1 \\&4x-3y=-7\end{alignedat}\right.\end{equation}\)
のようにもう1つ式が増えると、\(x=-1, \ y=1\) の1つに解を定めることができます。

ただし、並べられた2つの方程式は”異なる方程式”でなければなりません。
例えば、
\(\begin{equation}\left\{\begin{alignedat}{2}&2x+3y=1 \\&4x+6y=2\end{alignedat}\right.\end{equation}\)
では、実は2つ目の式は1つ目の式全体を2倍しただけで、実質1つ目と全く同じ式ですよね。これでは解を1つに決めることはできないので、注意しましょう。

ちなみに、文字が増えても、それと同じだけ式が並べば理論上は解を1つに決められるハズです。
例えば、文字が3つに対して式も3つあれば、その方程式は解を1つに決めることができます。(これも連立方程式の一種です)

\(\begin{equation}\left\{\begin{alignedat}{2}&2x+3y+z=4 \\&4x-3y-z=-10 \\ &x+y+2z=6 \end{alignedat}\right. \end{equation}\)

\(\therefore \ x=-1, \ y=1, \ z=3\)

タイトルとURLをコピーしました