卡在這題?用 AI 解開它
Algebra · real student question

解聯立方程式:x + y = z、9.5 − 25.33333x − 55z = 0,以及 3.5 − 3y − 55z = 0。

Question

解聯立方程式

x+y=zx + y = z
9.5−25.33333x−55z=09.5 - 25.33333x - 55z = 0
3.5−3y−55z=03.5 - 3y - 55z = 0

Step-by-step solution

  1. 先把後兩式整理成標準形式。 把常數項移到右邊:

    25.33333x+55z=9.5,3y+55z=3.525.33333x + 55z = 9.5, \qquad 3y + 55z = 3.5

    現在未知數都在左邊,比照著原本那種正負號混在一起的寫法去消去,要少出很多錯。

  2. 用第一式把 z 消掉。 把 z=x+yz = x + y 分別代入:

    25.33333x+55(x+y)=9.5 ⟹ 80.33333x+55y=9.525.33333x + 55(x+y) = 9.5 \ \Longrightarrow \ 80.33333x + 55y = 9.5

    3y+55(x+y)=3.5 ⟹ 55x+58y=3.53y + 55(x+y) = 3.5 \ \Longrightarrow \ 55x + 58y = 3.5

    把 z=x+yz = x + y 當成代入式、而不是當成第三列去聯立,才能把問題壓成 2×22\times 2 的。

  3. 解這個二元聯立方程式。 由第二式得 x=3.5−58y55x = \dfrac{3.5 - 58y}{55}。代入第一式後兩邊同乘 5555:

    80.33333(3.5−58y)+3025y=522.580.33333(3.5 - 58y) + 3025y = 522.5

    281.16666−4659.3331y+3025y=522.5 ⟹ −1634.3331y=241.33334281.16666 - 4659.3331y + 3025y = 522.5 \ \Longrightarrow \ -1634.3331y = 241.33334

  4. 先求 y,再求 x,最後求 z。

    y=241.33334−1634.3331≈−0.147665y = \frac{241.33334}{-1634.3331} \approx -0.147665

    55x=3.5−58(−0.147665)=12.06457 ⟹ x≈0.21935655x = 3.5 - 58(-0.147665) = 12.06457 \ \Longrightarrow \ x \approx 0.219356

    z=x+y≈0.219356−0.147665=0.071691z = x + y \approx 0.219356 - 0.147665 = 0.071691

    全程保留六位有效數字:係數 1634.331634.33 很大,yy 一旦提前四捨五入,誤差會跑到 xx 的第四位上。

  5. 認出循環小數,給出精確解。 係數 25.3333325.33333 幾乎可以肯定就是 763=25.3‾\tfrac{76}{3} = 25.\overline{3}。改用精確分數重做一遍消去,得到

    x=21519806,y=−7244903,z=7039806x = \frac{2151}{9806}, \qquad y = -\frac{724}{4903}, \qquad z = \frac{703}{9806}

    它們的值分別是 0.21935550.2193555、−0.1476647-0.1476647、0.07169080.0716908 —— 與小數解在六位數字上完全吻合。

  6. 把三個式子都驗一遍。 取 x=0.219356x = 0.219356、y=−0.147665y = -0.147665、z=0.071691z = 0.071691:x+y=0.071691=z ✓x + y = 0.071691 = z \ \checkmark;9.5−25.33333(0.219356)−55(0.071691)=9.5−5.5570−3.9430≈0 ✓9.5 - 25.33333(0.219356) - 55(0.071691) = 9.5 - 5.5570 - 3.9430 \approx 0 \ \checkmark;3.5−3(−0.147665)−55(0.071691)=3.5+0.4430−3.9430≈0 ✓3.5 - 3(-0.147665) - 55(0.071691) = 3.5 + 0.4430 - 3.9430 \approx 0 \ \checkmark。

Answer

x≈0.21936,y≈−0.14766,z≈0.07169x \approx 0.21936, \quad y \approx -0.14766, \quad z \approx 0.07169

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