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Algebra · real student question

三个时间 t₁、t₂、t₃(单位:秒)满足 t₂ + t₃ = 6.72,t₁ + t₃ = 9.34,t₁ + t₂ = 8.56。求每个时间。

Question

三个时间 t1,t2,t3t_1,t_2,t_3(单位:秒)满足

{t2+t3=6.72t1+t3=9.34t1+t2=8.56\begin{cases}t_2+t_3=6.72\\t_1+t_3=9.34\\t_1+t_2=8.56\end{cases}

求 t1t_1、t2t_2 和 t3t_3。

Step-by-step solution

  1. 利用对称性:把三个方程全部相加。 每个未知数恰好出现在三个方程中的两个里,所以相加后得到

    2(t1+t2+t3)=6.72+9.34+8.56=24.622\left(t_1+t_2+t_3\right)=6.72+9.34+8.56=24.62

    这一步就替代了通常要做的消元工作。

  2. 除以 2 得到总和。

    t1+t2+t3=24.622=12.31 st_1+t_2+t_3=\frac{24.62}{2}=12.31\ \text{s}

  3. 用总和减去缺少它的那个方程,逐个还原未知数。 t1t_1 没有出现在第一个方程里,所以

    t1=12.31−6.72=5.59 st_1=12.31-6.72=5.59\ \text{s}

  4. 另外两个照此办理。

    t2=12.31−9.34=2.97 s,t3=12.31−8.56=3.75 st_2=12.31-9.34=2.97\ \text{s},\qquad t_3=12.31-8.56=3.75\ \text{s}

    t1=5.59 s,t2=2.97 s,t3=3.75 s\boxed{t_1=5.59\ \text{s},\quad t_2=2.97\ \text{s},\quad t_3=3.75\ \text{s}}

  5. 逐一检验三个原方程。 t2+t3=2.97+3.75=6.72t_2+t_3=2.97+3.75=6.72 ✓;t1+t3=5.59+3.75=9.34t_1+t_3=5.59+3.75=9.34 ✓;t1+t2=5.59+2.97=8.56t_1+t_2=5.59+2.97=8.56 ✓。三个都严丝合缝,无需任何四舍五入——说明题目的数据是精心配好的。

  6. 记住这条通用规律。 对任何形如 s1=t2+t3s_1=t_2+t_3、s2=t1+t3s_2=t_1+t_3、s3=t1+t2s_3=t_1+t_2 的两两和方程组,解总是 ti=s1+s2+s32−sit_i=\tfrac{s_1+s_2+s_3}{2}-s_i。这个方法只有在三个和根本不可能来自实数时才会失效——而这在这里不会发生,因为任意三个实数都能产生三个两两之和。

Answer

t1=5.59 s, t2=2.97 s, t3=3.75 st_1=5.59\ \text{s},\ t_2=2.97\ \text{s},\ t_3=3.75\ \text{s}

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