Laskin.netissä.fi

Algebra

Yhtälöryhmien ratkaisija

Ratkaise yhtälöryhmä vaiheittain Gaussin–Jordanin eliminoinnilla. Tukee 2 ja 3 muuttujan yhtälöryhmiä — näyttää jokaisen rivioperaation.

Yhtälöryhmä (kertoimet ja oikea puoli)
x +y=
x +y=
Ratkaisu
x = 2
y = 1

Lineaarisen yhtälöryhmän ratkaisutavat

Lineaaristen yhtälöryhmien ratkaisemiseen on useita menetelmiä: sijoitusmenetelmä, eliminointimenetelmä, Gaussin eliminointi ja matriisi-menetelmä. Kaikki päätyvät samaan vastaukseen, mutta Gaussin eliminointi yleistyy parhaiten suurempiin yhtälöryhmiin.

Gaussin eliminoinnin idea

Yhtälöryhmä esitetään augmentoituna matriisina, ja siihen sovelletaan kolmea sallittua rivioperaatiota:

  1. Vaihtaa kaksi riviä keskenään
  2. Kertoa rivi nollasta poikkeavalla luvulla
  3. Lisätä yhden rivin monikerta toiseen riviin

Tavoitteena saadaan matriisi muotoon, jossa diagonaalilla on ykköset ja muualla nollat — silloin viimeinen sarake antaa ratkaisut suoraan.

Esimerkki: 2 muuttujaa

2x + y = 5 x − y = 1 Matriisina: [2 1 | 5] [1 −1 | 1] Ratkaisu: x = 2, y = 1

Mihin yhtälöryhmiä käytetään

  • Fysiikka: piirit, voimien tasapaino, kineettiset järjestelmät
  • Talous: tarjonta-kysyntä-tasapaino, portfolion optimointi
  • Tietotekniikka: 3D-grafiikka, koneoppiminen
  • Logistiikka: reititys, varastonhallinta, aikataulutus

Usein kysyttyä

Mitä lineaarinen yhtälöryhmä tarkoittaa?+

Lineaarinen yhtälöryhmä on kokoelma 1. asteen yhtälöitä, joissa esiintyvät samat muuttujat. Esim. 2x + y = 5 ja x − y = 1 muodostavat 2x2-yhtälöryhmän.

Mikä on Gaussin eliminointi?+

Klassinen menetelmä lineaarisen yhtälöryhmän ratkaisemiseen. Yhtälöryhmä esitetään matriisina, ja rivioperaatioilla muutetaan ylä-kolmiomuotoon. Tämä laskuri käyttää laajennettua versiota (Gauss-Jordan), joka tuottaa redusoidun rivimuodon.

Milloin yhtälöryhmällä ei ole ratkaisua?+

Yhtälöryhmä on ristiriitainen, jos yhtälöt sisältävät keskenään ristiriidassa olevia ehtoja. Esim. x + y = 1 ja x + y = 2 ei voi olla yhtä aikaa totta.

Milloin yhtälöryhmällä on äärettömän monta ratkaisua?+

Kun yhtälöt ovat keskenään lineaarisesti riippuvia — yksi yhtälö on toisten yhdistelmä. Esim. 2x + 2y = 6 on sama kuin x + y = 3 kerrottuna kahdella.

Voiko laskea isompiakin yhtälöryhmiä kuin 3x3?+

Tämä laskuri tukee 2x2 ja 3x3 -yhtälöryhmiä. Isompiin yhtälöryhmiin tarvitaan matriisiohjelmistoja kuten WolframAlpha tai Octave.