วิธีการแก้ สมการเชิงเส้นสองตัวแปร
วิธีการหาคำตอบจากสมการเชิงเส้นสองตัวแปร
อย่างที่กล่าได้กล่าวมาแล้วเกี่ยวกับพื้นของสมการเชิงเส้นสองตัวแปร ถ้ายังไม่ได้ศึกษาเรื่องพื้นฐานควรจะกลับไปศึกษาก่อนเพื่อความเข้าใจในการทำโจทย์ในวิธีการต่าง ๆ
การแก้ระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปร ต้องใช้สมบัติการเท่าเทียมกันของกาบวก และ การคูณ โดยแบ่งออกเป็น 2 วิธีการหลักๆคือ
- ใช้วิธีการแก้สมการทางพีชคณิต
- ใช้วิธีการแก้สมการโดยกราฟ
โดยทั้งสองวิธีนี้สามารถใช้ได้ทั้งสองวิธีขึ้นอยู่กับความจำเป็นในโจทย์แต่ละข้อ บางข้อใช้วิธีการโดยกราฟสามารถทำได้ง่ายกว่าแบบพีชคณิต หรือ บางข้อก็สามารถใช้วิธีการทางพีชคณิตสามารถแก้ไขปัญหาได้ง่ายกว่ากราฟ เพราะฉะนั้นเราควรจะทราบวิธีการแก้ปัญหาทั้งสองรูปแบบไว้เพื่อในการทำโจทย์จริงสามารถแก้ปัญหาและหาคำตอบได้อย่างรวดเร็ว
วิธีแก้สมการทางพีชคณิต
วิธีการทางพีชคณิตสามารถแบ่งวิธีการทำเป็น 2 วิธี
วิธีการจัดการตัวแปร
วิธีการนี้มี Key คือ “การหักล้างตัวแปรให้เหลือเพียงตัวแปรเดียว” เพราะฉะนั้นเราจึ้งแบ่งขั้นตอนออกเป็น 4 Step
- Step 1 สังเกตโจทย์ของเราว่าสัมประสิทธิ์หน้าตัวแปร x หรือ y ทั้งสองสมการเท่ากันหรือไม่ ถ้าเท่ากันข้ามขั้นตอนนี้ไปได้เลย แต่ถ้าไม่เท่ากันทำให้เท่ากันโดยการค่าคงที่คูณเข้าไปทั้งสมการที่ต้องการทำให้สัมประสิทธิ์เท่ากับอีกสมการ
- Step 2 เมื่อสมการทั้งสองสมการมีสัมประสิทธิ์หน้าตัวแปรใดตัวแปรหนึ่งเท่ากันแล้ว ให้นำสมการมาลบกันเพื่อกำจัดตัวแปรนั้นออกไป ตาม Key ของเรา คือ “การหักล้างตัวแปรให้เหลือเพียงตัวแปรเดียว”
- Step 3 หาค่าตัวแปรที่เหลือนั้น เมื่อเราทำ Step 2 แล้วจะสามารถหาค่าตัวแปรตัวที่เหลือได้
- Step 4 นำคำตอบจาก Step 3 กลับมาแทนในสมการเริ่มต้นของโจทย์อีกครั้งเพื่อหาคำตอบของตัวแปรอีกตัว
อ่านแล้วอาจจะยังคงไม่เห็นภาพลองมาทำตัวอย่างดู
ตัวอย่าง จงหาคำตอบของระบบสมการนี้
2x – y = 3 …(1)
6x + 2y = 4 …(2)
- Step 1 สังเกตทั้งสองสมการสัมประสิทธิ์ทั้งหน้าตัวแปร ในสมการที่ 1 คือ 2 และในสมการที่ 2 คือ 6 ไม่เท่ากัน และสัมประสิทธิ์หน้าตัวแปร y ในสมการที่ 1 คือ -1 และสมการที่ 2 คือ 2 ไม่เท่ากันทั้งคู่ เพราะฉะนั้นเลือกทำให้สัมประสิทธิ์ตัวแปรใดตัวประหนึ่งเท่ากัน โดยเลือกตัวใดก็ได้แต่ในที่ นี้ขอเลือกทำสัมประสิทธิ์หน้าตัวแปร x ให้เท่ากัน
โดย นำสมการที่ (1) x 3 ตลอดทั้งสมการ ให้สัมประสิทธิ์หน้าตัวแปร x เป็น 6
(3)2x – (3)y= (3)3
6x-3y=9 …(3)
- Step 2 ตอนนี้สมการที่ (2) และ (3) มีสัมประสิทธิ์หน้าตัวแปร x ที่เท่ากันแล้วก็สามารถหักล้างกันได้แล้ว
โดดย (3)-(2) นำสมการที่ 3 มาลบ สมการที่ 2
6x-6x-3y-2y = 9-4
-5y = 5
- Step 3 เราก็สามารถหาค่า y จากสมการที่ได้จากขั้นตอนที่ 2 ได้แล้ว
-5y = 5
y = -1
y มีค่าเท่ากับ -1
- step 4 เราสามารถหาค่าขอตัวแปร x ได้จากการนำ ค่าจากตัวแปร y ที่ได้จากขั้นตอนที่แล้วมาแทนในสมการเริ่มต้นของโจทย์ ในที่นี้เลือกแทนในสมการที่ (2)
แทน y = -1 ในสมการที่ (2)
6x+2(-1) = 4
6x-2=4
6x=4+2
6x=6
X = 6/6 = 1
X มีค่าเท่ากับ 1
เพราะฉะนั้นคำตอบของระบบสมการ คือ x = 1 , y = -1
วิธีการแทนค่าตัวแปร
วิธีการแทนค่าตัวแปรเป็นอีกทางเลือกหนึ่งในการหาคำตอบจากสมการเชิงเส้นสองตัวแปร โดยมีวิธีการดังนี้
- Step 1 จัดรูปสมการใดสมการหนึ่งใหม่ ให้ตัวแปรใดตัวแปรหนึ่งอยู่ตัวเดียว ในด้านใดด้านหนึ่ง
- Step 2 นำค่าของตัวแปรนั้นแทนในสมการเพื่อให้สามารถค่าตัวแปรได้
- Step 3 นำคำตอบจาก Step 2 กลับมาแทนในสมการเริ่มต้นของโจทย์อีกครั้งเพื่อหาคำตอบของตัวแปรอีกตัว
ตัวอย่าง จงหาคำตอบของระบบสมการนี้
2x – y = 3 …(1)
6x + 2y = 4 …(2)
- Step 1 จัดรูปสมการใหม่ ในที่นี้เลือกจัดรูป สมการที่ (2) ให้ตัวแปร y เหลือตัวเดียว
6x + 2y = 4
2y = 4 – 6x
Y = 4/2 – (6/2)x
Y = 2 – 3x …(3)
- Step 2 แทนค่าสมการที่ (3) ในสมการที่ (1) เพื่อหาค่าตัวแปร x
2x – y = 3
2x – (2-3x) = 3
2x -2 +3x = 3
2x + 3x = 3+2
5x = 5
X = 1
- Step 3 นำค่า x ที่ได้จากขั้นตอนที่แล้วมาแทนค่า ในที่นี้เลือกแทนในสมการที่ (1)
2x – y = 3
แทน x = 1 ลงใน (1)
2(1) – y = 3
Y = -3+2
Y= -1
เพราะฉะนั้นคำตอบของระบบสมการ คือ x = 1 , y = -1
วิธีการแก้สมการโดยกราฟ
วิธีการแก้ระบบสมการเชิงเส้นโดยใช้กราฟ จริงๆมีขั้นตอนที่ง่ายมาก แต่การทำจริงนั้นอาจจะเป็นเรื่องที่ยากขึ้นอยู่กับสมการนั้นๆด้วย
ซึ่งการแก้สมการโดยกราฟ มีขั้นตอนแค่
“วาดกราฟ จุดตัดคือคำตอบ”
ให้กล่าวง่ายๆคือ ให้เราวาดกราฟของสมการทั้งสองสมการขึ้นมา จุดตัดของกราฟทั้งสอง คือคำตอบของสมการ
ในการวาดกราฟนั้นใครยังไม่ชำนาญ หรือ ไม่ทราบสามารถกลับไปศึกษาในบทของพื้นฐานของระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปรได้