science >> Wetenschap >  >> anders

Drie variabele vergelijkingen oplossen

Toen u voor het eerst kennis maakte met stelsels van vergelijkingen, leerde u waarschijnlijk een systeem van vergelijkingen met twee variabelen op te lossen door middel van grafieken. Maar het oplossen van vergelijkingen met drie of meer variabelen vereist een nieuwe reeks trucs, namelijk de technieken van eliminatie of substitutie.
Een voorbeeldvergelijkingssysteem

Beschouw dit systeem van drie vergelijkingen met drie variabelen:

  • Vergelijking # 1: 2_x_ + y
    + 3_z_ \u003d 10

  • Vergelijking # 2: 5_x_ - y
    - 5_z_ \u003d 2

  • Vergelijking # 3: x
    + 2_y_ - z
    \u003d 7


    Oplossen door eliminatie

    Zoek naar plaatsen waar het toevoegen van twee vergelijkingen ervoor zorgt dat ten minste een van de variabelen zichzelf opheft.

    1. Kies twee vergelijkingen en combineer

      Kies een van de twee vergelijkingen en combineer ze om een van de variabelen te elimineren. Als u in dit voorbeeld vergelijking # 1 en vergelijking # 2 toevoegt, wordt de variabele y
      opgeheven en krijgt u de volgende nieuwe vergelijking:

      Nieuwe vergelijking # 1: 7_x_ - 2_z_ \u003d 12

    2. Herhaal stap 1 met een andere set vergelijkingen

      Herhaal stap 1, deze keer een andere reeks van twee vergelijkingen combineren maar de dezelfde
      variabel. Overweeg vergelijking # 2 en vergelijking # 3:

    3. Vergelijking # 2: 5_x_ - y
      - 5_z_ \u003d 2

    4. Vergelijking # 3: x
      + 2_y_ - z
      \u003d 7


      In dit geval annuleert de variabele y
      zichzelf niet onmiddellijk. Dus voordat u de twee vergelijkingen bij elkaar optelt, vermenigvuldigt u beide zijden van vergelijking # 2 met 2. Dit geeft u:

    5. Vergelijking # 2 (gewijzigd): 10_x_ - 2_y_ - 10_z_ \u003d 4

    6. Vergelijking # 3: x
      + 2_y_ - z
      \u003d 7


      Nu zullen de 2_y_ voorwaarden elkaar opheffen, waardoor je nog een nieuwe vergelijking krijgt:

      Nieuwe vergelijking # 2: 11_x_ - 11_z_ \u003d 11

    7. Nog een variabele elimineren

      Combineer de twee nieuwe vergelijkingen die je hebt gemaakt, met de doel om nog een variabele te elimineren:

    8. Nieuwe vergelijking # 1: 7_x_ - 2_z_ \u003d 12

    9. Nieuwe vergelijking # 2: 11_x_ - 11_z_ \u003d 11


      Nog geen variabelen annuleren zichzelf, dus u moet beide vergelijkingen aanpassen. Vermenigvuldig beide zijden van de eerste nieuwe vergelijking met 11 en vermenigvuldig beide zijden van de tweede nieuwe vergelijking met -2. Dit geeft u:

    10. Nieuwe vergelijking # 1 (gewijzigd): 77_x_ - 22_z_ \u003d 132

    11. Nieuwe vergelijking # 2 (gewijzigd): -22_x_ + 22_z_ \u003d -22


      Beide vergelijkingen bij elkaar optellen en vereenvoudigen. Dit geeft u:

      x
      \u003d 2

    12. Vervang de waarde Terug in

      Nu u de waarde van x
      kent, kunt u deze in de oorspronkelijke vergelijkingen vervangen. Dit geeft u:

    13. Vervangen vergelijking # 1: y
      + 3_z_ \u003d 6

    14. Vervangen vergelijking # 2: - y
      - 5_z_ \u003d -8

    15. Vervangen vergelijking # 3: 2_y_ - z
      \u003d 5


    16. Combineer twee vergelijkingen

      Kies twee van de nieuwe vergelijkingen en combineer ze om nog een van de variabelen te elimineren. In dit geval zorgt het toevoegen van Substituted Equation # 1 en Substituted Equation # 2 ervoor dat y
      mooi wordt opgeheven. Na vereenvoudiging hebt u:

      z
      \u003d 1

    17. Vervang de waarde in

      Vervang de waarde van stap 5 in een een van de gesubstitueerde vergelijkingen en los dan de resterende variabele op, y.
      Overweeg Vervanging Vergelijking # 3:

      Vervanging Vergelijking # 3: 2_y_ - z
      \u003d 5

      Vervanging in de waarde voor z
      geeft u 2_y_ - 1 \u003d 5, en oplossen voor y
      brengt u naar:

      y
      \u003d 3.

      Dus de oplossing voor dit stelsel vergelijkingen is x
      \u003d 2, y
      \u003d 3 en z
      \u003d 1 .

      Oplossen door vervanging

      Je kunt ook hetzelfde stelsel vergelijkingen oplossen met een andere techniek die substitutie wordt genoemd. Hier is het voorbeeld opnieuw:

    18. Vergelijking # 1: 2_x_ + y
      + 3_z_ \u003d 10

    19. Vergelijking # 2: 5_x_ - y
      - 5_z_ \u003d 2

    20. Vergelijking # 3: x
      + 2_y_ - z
      \u003d 7

      1. Kies een variabele en vergelijking

        Kies een variabele en los een vergelijking voor die variabele op. In dit geval werkt het oplossen van vergelijking # 1 voor y
        eenvoudig om:

        y
        \u003d 10 - 2_x_ - 3_z_

      2. Dat vervangen door een ander Vergelijking

        Vervang de nieuwe waarde voor y
        door de andere vergelijkingen. Kies in dit geval Vergelijking # 2. Dit geeft u:

      3. Vergelijking # 2: 5_x_ - (10 - 2_x_ - 3_z_) -
        5z \u003d 2

      4. Vergelijking # 3: < em> x
        + 2 (10 - 2_x_ - 3z
        ) - z
        \u003d 7


        Maak uw leven eenvoudiger door beide te vereenvoudigen vergelijkingen:

      5. Vergelijking # 2: 7_x_ - 2_z_ \u003d 12

      6. Vergelijking # 3: -3_x_ - 7_z_ \u003d -13

      7. Vereenvoudigen en oplossen voor een andere variabele

        Kies een van de resterende twee vergelijkingen en los deze op voor een andere variabele. Kies in dit geval Vergelijking # 2 en z
        . Dit geeft u:

        z
        \u003d (7_x –_ 12) /2

      8. Deze waarde vervangen

        Vervang de waarde uit stap 3 in de laatste vergelijking, die # 3 is. Dit geeft u:

        -3_x_ - 7 [(7_x –_ 12) /2] \u003d -13

        Dingen worden hier een beetje rommelig, maar zodra u vereenvoudigt, komt u terug naar :

        x
        \u003d 2

      9. Back-vervanger deze waarde

        "Back-vervanger" de waarde van stap 4 in de twee- variabele vergelijking die u in stap 3 hebt gemaakt, z
        \u003d (7_x - 12) /2. Hiermee kunt u het probleem oplossen voor _z.
        (in dit geval z
        \u003d 1).

        Vervang vervolgens zowel de waarde x
        als de < em> z
        waarde in de eerste vergelijking die je al had opgelost voor y
        . Dit geeft u:

        y
        \u003d 10 - 2 (2) - 3 (1)

        ... en vereenvoudigen geeft u de waarde y
        \u003d 3.

        Controleer altijd uw werk

        Merk op dat beide methoden voor het oplossen van het stelsel vergelijkingen u tot dezelfde oplossing brachten: ( x
        \u003d 2, y
        \u003d 3, z
        \u003d 1). Controleer uw werk door deze waarde te vervangen door elk van de drie vergelijkingen.