質問<406>
「「連立方程式」」
日付 2001/2/8
質問者 資格試験受験生


武田先生、先日は回答してくださいましてありがとうございました。
ところで、お手数で恐縮ですが、また質問させていただきますと、
以下のような連立方程式があるのですが、これはどのように解けば
よいのでしょうか?

a、b、c、d、e、fは定数、x、yは変数で、
連立方程式は
ax+by+c=x
[
dx+ey+f=y
です。
解答は、
x=(1-e)c+bf
  ――――――――
  (1-a)(1-e)-bd
y=cd+(1-a)f
  ――――――――
(1-a)(1-e)-bd
となるようなのですが、
私がつっかえてしまうのが、xの場合で申しますと、
x=  bf   ÷ 1-   bd   +
―――――― ――――――
 (1-e)(1-a) (1-e)(1-a)

c    1-bd
―― ÷ ――――――
1-a  (1-e)(1-a)
から、どう計算すればよいのかがわからないのですが。

お返事(武田)
日付 2001/2/9
回答者 武田


資格試験受験生さんが計算した途中の式がどのようにして
求めたのか分かりませんが、普通答えの出し方は2つあります。
(1)連立方程式の消去法で解く方法
(2)行列から求める方法

まず、消去法でやってみましょう。
{ ax+by+c=x
{ dx+ey+f=y
変形して、
{(a-1)x+by=-c……①
{dx+(e-1)y=-f……②
①×(e-1)-②×bより、
 (a-1)(e-1)x+b(e-1)y=-c(e-1)
-)       bdx+b(e-1)y=-bf
────────────────────────────
{(a-1)(e-1)-bd}x=-c(e-1)+bf
変形して
    -c(e-1)+bf
x=──────────────……(答)
  (a-1)(e-1)-bd

行列でもやってみましょう。
{(a-1)x+by=-c……①
{dx+(e-1)y=-f……②
行列になおして、
(a-1 b )(x) (-c)
(      )( )=(  )
( d e-1)(y) (-f)

A=(a-1 b )、X=(x)、B=(-c)とおくと、
  (      )   ( )   (  )
  ( d e-1)   (y)   (-f)

行列式 detA=(a-1)(e-1)-bdだから
逆行列
     1  (e-1 -b)
-1=────・(      )となる。
   detA (-d a-1)

A・X=Bより、
X=A-1・B

    1  (e-1 -b) (-c)
 =────・(      )・(  )
  detA (-d a-1) (-f)

    1  (-c(e-1)+bf )
 =────・(           )
  detA ( cd-f(a-1) )

したがって、
  -c(e-1)+bf   -c(e-1)+bf
x=──────────=──────────────……(答)
     detA    (a-1)(e-1)-bd