线性方程组求解器
输入 2×2 或 3×3 的线性方程组,用克莱姆法则求解。得到唯一解——或者判断方程组无解或有无穷多解——并附带行列式与图像。
- 行列式
- -2
- 类型
- 唯一解
计算器
克莱姆法则
D = -2
x = Dx / D = -6 / -2 = 3
y = Dy / D = -4 / -2 = 2
图像
- 1x + 1y = 5
- 1x − 1y = 1
关于此计算器
这款计算器求解 2×2 或 3×3 线性方程组,并告诉你它是有唯一解、无解,还是有无穷多解。可用它检查作业、验证手算的方程组,或探究改变某个系数会如何移动直线或平面的交点。
如何解读你的结果
结果卡片显示精确解(x、y,以及可选的 z),或显示方程组的分类——唯一解、无解或无穷多解。卡片下方的逐步解析展示系数矩阵的行列式,以及如何用克莱姆法则求出每个变量。对于 2×2 方程组,坐标平面图会绘出两条直线,让你一眼看到它们的交点。
计算方法
求解器从输入的各行中提取 n × n 系数矩阵 A 和常数向量 b。它通过代数余子式展开计算 det(A)(克莱姆法则的分子通过依次用 b 替换 A 的每一列求得)。方程组的分类通过用带部分主元选取的高斯消元法比较 A 的秩与增广矩阵 [A|b] 的秩来确定:rank(A) = rank([A|b]) = n 表示唯一解,rank(A) = rank([A|b]) < n 表示无穷多解,rank(A) < rank([A|b]) 表示无解。来源:Wikipedia——Cramer’s rule;MIT OpenCourseWare 18.06——Linear Algebra;Khan Academy——Solving systems by elimination。
实例演示
输入 2×2 方程组:方程 1 为 x + y = 5,方程 2 为 x - y = 1(系数为 1, 1, 5 和 1, -1, 1)。
系数矩阵的行列式为 -2。由克莱姆法则得 x = -6 / -2 = 3,y = -4 / -2 = 2,因此唯一解为 x = 3,y = 2。图形显示这两条直线相交于 (3, 2)。
常见问题
行列式为零意味着什么?
行列式为零意味着这些方程并不互相独立。此时计算器会检查增广矩阵:若其秩与系数矩阵的秩相同,则直线(或平面)重合,存在无穷多解;若两个秩不同,则方程组不相容,无解。
什么是克莱姆法则,它在何时适用?
克莱姆法则把每个变量表示为两个行列式之比——分子是用常数项替换系数矩阵中该变量所在列后所得行列式,分母是系数矩阵的行列式。它仅在行列式不为零时适用,即方程组恰有一个解时。
我能求解系数为小数或分数的方程组吗?
可以。每个系数单元格都接受任意有限小数。求解器采用浮点运算,并对接近零的主元设有较小的容差,因此对于常见的作业题和良态的工程方程组,结果都是准确的。
资料来源
- en.wikipedia.org/wiki/Cramer%27s_rule
- ocw.mit.edu/courses/18-06-linear-algebra-spring-2010
- www.khanacademy.org/math/algebra/x2f8bb11595b61c86:systems-of-equations/x2f8bb11595b61c86:solving-systems-elimination/a/elimination-method-review
由 YouCalc 团队审核 · 最近审核
发现翻译问题、计算问题或有任何建议?欢迎告诉我们。