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怎么用克拉默法则求解二元线性方程组

2025-10-21 16:43:34

问题描述:

怎么用克拉默法则求解二元线性方程组,快急疯了,求给个思路吧!

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2025-10-21 16:43:34

怎么用克拉默法则求解二元线性方程组】在数学中,克拉默法则(Cramer's Rule)是一种用于求解线性方程组的方法,尤其适用于系数矩阵为方阵且行列式不为零的情况。对于二元线性方程组,即含有两个未知数的两个方程组成的系统,使用克拉默法则可以快速得出解。

以下是使用克拉默法则求解二元线性方程组的基本步骤和方法总结:

一、基本概念

一个标准的二元线性方程组形式如下:

$$

\begin{cases}

a_1x + b_1y = c_1 \\

a_2x + b_2y = c_2

\end{cases}

$$

其中,$ x $ 和 $ y $ 是未知数,$ a_1, b_1, c_1, a_2, b_2, c_2 $ 是已知常数。

二、克拉默法则的步骤

1. 写出系数矩阵

系数矩阵为:

$$

A = \begin{bmatrix}

a_1 & b_1 \\

a_2 & b_2

\end{bmatrix}

$$

2. 计算系数矩阵的行列式 $ D $

行列式公式为:

$$

D = a_1b_2 - a_2b_1

$$

如果 $ D \neq 0 $,则方程组有唯一解;如果 $ D = 0 $,则可能无解或有无穷多解,此时不能使用克拉默法则。

3. 构造 $ D_x $ 和 $ D_y $

- 将系数矩阵的第一列替换为常数项 $ c_1, c_2 $,得到 $ D_x $:

$$

D_x = \begin{vmatrix}

c_1 & b_1 \\

c_2 & b_2

\end{vmatrix} = c_1b_2 - c_2b_1

$$

- 将系数矩阵的第二列替换为常数项 $ c_1, c_2 $,得到 $ D_y $:

$$

D_y = \begin{vmatrix}

a_1 & c_1 \\

a_2 & c_2

\end{vmatrix} = a_1c_2 - a_2c_1

$$

4. 求解 $ x $ 和 $ y $

根据克拉默法则:

$$

x = \frac{D_x}{D}, \quad y = \frac{D_y}{D}

$$

三、示例说明

假设我们有以下方程组:

$$

\begin{cases}

2x + 3y = 8 \\

4x + 5y = 14

\end{cases}

$$

1. 系数矩阵为:

$$

A = \begin{bmatrix}

2 & 3 \\

4 & 5

\end{bmatrix}

$$

2. 计算 $ D $:

$$

D = (2)(5) - (4)(3) = 10 - 12 = -2

$$

3. 构造 $ D_x $ 和 $ D_y $:

$$

D_x = \begin{vmatrix}

8 & 3 \\

14 & 5

\end{vmatrix} = (8)(5) - (14)(3) = 40 - 42 = -2

$$

$$

D_y = \begin{vmatrix}

2 & 8 \\

4 & 14

\end{vmatrix} = (2)(14) - (4)(8) = 28 - 32 = -4

$$

4. 求解:

$$

x = \frac{-2}{-2} = 1, \quad y = \frac{-4}{-2} = 2

$$

因此,该方程组的解为 $ x = 1 $,$ y = 2 $。

四、总结表格

步骤 内容
1. 写出方程组 $ a_1x + b_1y = c_1 $
$ a_2x + b_2y = c_2 $
2. 构造系数矩阵 $ A = \begin{bmatrix} a_1 & b_1 \\ a_2 & b_2 \end{bmatrix} $
3. 计算行列式 $ D $ $ D = a_1b_2 - a_2b_1 $
4. 构造 $ D_x $ 替换第一列为常数项,得 $ D_x = c_1b_2 - c_2b_1 $
5. 构造 $ D_y $ 替换第二列为常数项,得 $ D_y = a_1c_2 - a_2c_1 $
6. 求解 $ x $ 和 $ y $ $ x = \frac{D_x}{D} $,$ y = \frac{D_y}{D} $

通过以上步骤,我们可以清晰地使用克拉默法则来求解二元线性方程组。此方法逻辑清晰、计算简单,是解决小规模线性方程组的一种有效工具。

以上就是【怎么用克拉默法则求解二元线性方程组】相关内容,希望对您有所帮助。

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