Evanalysis
1.1有來源支持1 互動檢查點

1.1 方程與解集

把線性方程組看成一組條件,並清楚描述它的完整解集。

互動教材

MATH1030 互動教材

以互動為先的線性代數學習路徑,重點是運算、結構與理解。

章節 1

方程組

學習把方程讀成完整的解集。

章節 2

矩陣與消元

建立矩陣直覺,並有目的地使用行化簡。

章節 5

可逆性

理解甚麼情況下矩陣可以被反轉,以及這件事的重要性。

我們真正要找甚麼

線性方程組不是一堆零散的式子,而是一些條件。你要找的是一組數, 使它們同時滿足全部方程。

如果一個數組或向量令所有方程都成立,這個數組就是解。所有解組成 的集合,就是解集。

定義

解集

解集是所有滿足整個方程組的數字或向量所組成的集合。

一組方程,一個意思

例如

x+y=4,xy=0,x + y = 4, \qquad x - y = 0,

我們要找的是同時令兩條方程成立的數。第二條方程說,兩個數必須相 等。再代入第一條,就知道這個共同值是 2

所以解集是 {(2, 2)}

例題

一個只有唯一解的小例子

x+2y=5,xy=1.x + 2y = 5, \qquad x - y = 1.

由第二條可得 x = y + 1。代入第一條:

(y+1)+2y=5.(y + 1) + 2y = 5.

因此 3y = 4,所以 y = 4/3。再代回去,就得 x = 7/3

解集是 {(7/3, 4/3)}

為甚麼要學解集

之後我們會把方程組改寫成矩陣形式。不過目標不變,仍然是描述同一 個解集,只是換成更有效率的語言。

在繼續之前,先把下面其中一組方程譯成增廣矩陣試一試。當你看見每條方程對應矩陣的一行, 之後學行變換時就不會覺得那麼抽象。

邊讀邊試

方程組到增廣矩陣探索器

互動探索器會突顯每條方程如何變成矩陣的一行和一個常數項。

方程組

  1. x + 2y = 5
  2. 3x - y = 4

結果

125
3-14

常見錯誤

常見錯誤

只對一條方程成立並不夠

解一定要同時滿足每一條方程。只令其中一條成立,還未算完成。

快速檢查

快速檢查

哪一組有序數對同時滿足兩條方程?

解答

答案

預備連結

如果想先重溫矩陣中每個位置代表甚麼,可先看 2.1 矩陣基礎

先備知識

這個單元可以獨立閱讀。

本單元重點詞彙

來源追蹤

reference/MATH1030/MATH1030-Notes.pdf (§1.1-§1.2)

reference/MATH1030/1030efghi-tutorial-week02.pdf

reference/MATH1030/Practice Set 1_Set review and Solving Linear system.pdf — Questions 4 to 7