連立方程式 計算ドリル(解答・解説)

  1. 次の連立方程式を解きましょう。 \(\begin{cases} x + y = 5 \\ x - y = 1 \end{cases}\)
    解答:\(x = 3,\ y = 2\)
    \(y\) の係数が \(+1\) と \(-1\)(絶対値が同じで符号が反対)なので、そのまま辺々足すと \(y\) が消えます。 \((x + y) + (x - y) = 5 + 1\) \(2x = 6\) \(x = 3\) 求めた \(x = 3\) を①に代入します。 \(3 + y = 5\) \(y = 2\) 検算として②に代入すると \(3 - 2 = 1\) となり、右辺と一致します。
  2. 次の連立方程式を解きましょう。 \(\begin{cases} 3x + y = 11 \\ x + y = 5 \end{cases}\)
    解答:\(x = 3,\ y = 2\)
    \(y\) の係数がどちらも \(+1\)(同符号)でそろっているので、辺々引くと \(y\) が消えます。 \((3x + y) - (x + y) = 11 - 5\) \(2x = 6\) \(x = 3\) 求めた \(x = 3\) を②に代入します。 \(3 + y = 5\) \(y = 2\)
  3. 次の連立方程式を解きましょう。 \(\begin{cases} 2x + y = 7 \\ 3x - 2y = 0 \end{cases}\)
    解答:\(x = 2,\ y = 3\)
    \(y\) の係数(\(+1\) と \(-2\))をそろえるため、①の両辺を2倍します。 \(4x + 2y = 14\) …③ ③と②の \(y\) の係数は \(+2\) と \(-2\) で符号が反対なので、辺々足します。 \((4x + 2y) + (3x - 2y) = 14 + 0\) \(7x = 14\) \(x = 2\) 求めた \(x = 2\) を①に代入します。 \(4 + y = 7\) \(y = 3\)
  4. 次の連立方程式を、代入法で解きましょう。 \(\begin{cases} y = x + 1 \\ x + 2y = 8 \end{cases}\)
    解答:\(x = 2,\ y = 3\)
    ①がすでに \(y = \) の形なので、②の \(y\) に \(x + 1\) をかっこごと代入します。 \(x + 2(x + 1) = 8\) かっこを外して整理します。 \(x + 2x + 2 = 8\) \(3x = 6\) \(x = 2\) 求めた \(x = 2\) を①に代入します。 \(y = 2 + 1 = 3\)
  5. 次の連立方程式を解きましょう。 \(\begin{cases} \dfrac{1}{2}x + y = 4 \\ x - y = 2 \end{cases}\)
    解答:\(x = 4,\ y = 2\)
    ①は係数に分数があるので、先に両辺を2倍して整数に直します。 \(x + 2y = 8\) …③ ③と②の \(x\) の係数はどちらも \(+1\)(同符号)でそろっているので、辺々引くと \(x\) が消えます。 \((x + 2y) - (x - y) = 8 - 2\) \(3y = 6\) \(y = 2\) 求めた \(y = 2\) を②に代入します。 \(x - 2 = 2\) \(x = 4\)
  6. 次の連立方程式の解について、「解が1組に決まる」「解なし」「解は無数にある」のどれになるかを答えましょう。 \(\begin{cases} x + 2y = 3 \\ 2x + 4y = 6 \end{cases}\)
    解答:解は無数にある(不定)
    \(x\) を消すため、①の両辺を2倍します。 \(2x + 4y = 6\) …③ ③は②とまったく同じ式になりました。辺々引くと次のようになります。 \((2x + 4y) - (2x + 4y) = 6 - 6\) \(0 = 0\) \(x\)・\(y\) が何であっても成り立つ式が残ったので、解は1組に決まりません。 ②は①の両辺を2倍しただけの式で、2つの式は同じ直線を表しています。 直線上のすべての点が解になるので、解は無数にあります(不定)。 もし右辺だけが食い違う場合(例えば②の右辺が \(10\) の場合)は、同じ計算で \(0 = -4\) という成り立たない式が残り、2直線は平行で解なしになります。
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