【中学2年数学】2-1 連立方程式の解き方|要点まとめ
このページでは、中学2年数学で学ぶ「連立方程式の解き方」について、わかりやすくまとめています。二元一次方程式の基本から、加減法・代入法による解き方、応用的な連立方程式まで、定期テストや入試対策に役立つ内容を整理しています。
連立方程式とは?基本の考え方と意味
二元一次方程式の基本と例
【二元一次方程式】
\(3x+4y=32\)
のように、2つの文字を含む等式を二元一次方程式という。
方程式を成り立たせる文字の値の組を解という。
二元一次方程式の解は無数にある。
連立方程式の定義と解の意味
【連立方程式】
\(\left\{\begin{array}{l}3x+4y=32 \\ x+y=9\end{array}\right.\)
のように、\(2\)つの方程式を組み合わせたものを連立方程式という。
二つの方程式を同時に成り立たせる文字の値の組を解という。
連立方程式の解は\(1\)組である。
連立方程式の解き方|加減法と代入法
加減法の手順と解き方のコツ
【加減法】
(1)と(2)の式の左辺どうし、右辺どうしを加えると、\(x\)を消去することができる。
\(\left\{\begin{array}{l}2x+y=5&(1) \\ -2x+3y=7&(2)\end{array}\right.\)
\begin{eqnarray}2x+\ \ y=\ \ 5 \\ \underline{+) -2x+3y=\ \ 7} \\ 4y=12\end{eqnarray}
このように、連立方程式の左辺どうし、右辺どうしを加減することで、一方の文字を消去する方法を加減法という。
【例題】次の連立方程式を解きなさい。
(1)\(\left\{\begin{array}{l}4x+y=10&(1) \\ 3x+y=6&(2)\end{array}\right.\)
\((1)-(2)\)
\begin{eqnarray}4x+y=10 \\ \underline{-) 3x+y=\ \ 6} \\ x\hspace{17pt}=\ \ 4\end{eqnarray}
\(x=4\)を\((1)\)に代入すると、
\(4×4+y=10\)
\(16+y=10\)
\(y=-6\)
よって、
\(\left\{\begin{array}{l}x=4 \\ y=-6\end{array}\right.\)
(2)\(\left\{\begin{array}{l}3x+5y=14&(1) \\ -3x+2y=-7&(2)\end{array}\right.\)
\((1)+(2)\)
\begin{eqnarray}3x+5y=\ 14 \\ \underline{+) -3x+2y=-7} \\ 7y=\ \ \ 7 \\ y=\ \ \ 1\end{eqnarray}
\(y=1\)を\((1)\)に代入すると、
\(3x+5×1=14\)
\(3x=9\)
\(x=3\)
よって、
\(\left\{\begin{array}{l}x=3 \\ y=1\end{array}\right.\)
(3)\(\left\{\begin{array}{l}5x+2y=8&(1) \\ x+3y=-14&(2)\end{array}\right.\)
\((1)-5×(2)\)
\begin{eqnarray}5x+\ \ 2y=\ \ \ \ \ 8 \\ \underline{-) 5x+15y=-70} \\ -13y=\ \ \ 78 \\ y=\hspace{5pt}-6\end{eqnarray}
\(y=-6\)を\((2)\)に代入すると、
\(x+3×(-6)=-14\)
\(x=4\)
よって、
\(\left\{\begin{array}{l}x=4 \\ y=-6\end{array}\right.\)
(4)\(\left\{\begin{array}{l}3x-7y=2&(1) \\ 2x+3y=9&(2)\end{array}\right.\)
\(2×(1)-3×(2)\)
\begin{eqnarray}6x-14y=\ \ \ \ \ 4 \\ \underline{-) 6x+\ \ 9y=\ \ \ 27} \\ -23y=-23 \\ y=\ \ \ \ \ 1\end{eqnarray}
\(y=1\)を\((1)\)に代入すると、
\(3x-7×1=2\)
\(3x=9\)
\(x=3\)
よって、
\(\left\{\begin{array}{l}x=3 \\ y=1\end{array}\right.\)
代入法の手順と解き方のコツ
【代入法】
(1)の式を(2)の式に代入すると、\(y\)を消去することができる。
\(\left\{\begin{array}{l}y=3x&(1) \\ 5x+2y=22&(2)\end{array}\right.\)
\(5x+2×3x=22\)
このように、代入によって一方の文字を消去する方法を代入法という。
【例題】次の連立方程式を解きなさい。
(1)\(\left\{\begin{array}{l}x=-2y+3&(1) \\ 2x+5y=5&(2)\end{array}\right.\)
\((1)\)を\((2)\)に代入すると、
\(2(-2y+3)+5y=5\)
\(-4y+6+5y=5\)
\(y=-1\)
\(y=-1\)を\((1)\)に代入すると、
\(x=-2×(-1)+3\)
\(x=5\)
よって、
\(\left\{\begin{array}{l}x=5 \\ y=-1\end{array}\right.\)
(2)\(\left\{\begin{array}{l}7x=-3y-5&(1) \\ 7x+5y=1&(2)\end{array}\right.\)
\((1)\)を\((2)\)に代入すると、
\((-3y-5)+5y=1\)
\(2y=6\)
\(y=3\)
\(y=3\)を\((1)\)に代入すると、
\(7x=-3×3-5\)
\(7x=-14\)
\(x=-2\)
よって、
\(\left\{\begin{array}{l}x=-2 \\ y=3\end{array}\right.\)
連立方程式の応用問題・発展例
【例題】次の連立方程式を解きなさい。
(1)\(\left\{\begin{array}{l}x+y+13=2(x-3y)&(1) \\ 4x+5y=-14&(2)\end{array}\right.\)
\((1)\)のかっこをはずすと、
\(-x+7y=-13\ (3)\)
\(4×(3)+(2)\)
\begin{eqnarray}-4x+28y=-52 \\ \underline{+) \ \ 4x+\ \ 5y=-14} \\ 33y=-66 \\ y=\hspace{5pt}-2\end{eqnarray}
\(y=-2\)を\((3)\)に代入すると、
\(-x+7×(-2)=-13\)
\(-x=1\)
\(x=-1\)
よって、
\(\left\{\begin{array}{l}x=-1 \\ y=-2\end{array}\right.\)
(2)\(\left\{\begin{array}{l}1.2x+0.3y=1.8&(1) \\ 2.8x-0.4y=2&(2)\end{array}\right.\)
\((1),(2)\)の両辺に\(10\)をかけて係数を整数にする。
\(\left\{\begin{array}{l}12x+3y=18&(3) \\ 28x-4y=20&(4)\end{array}\right.\)
\(4×(3)+3×(4)\)
\begin{eqnarray}48x+12y=\ \ 72 \\ \underline{+) 84x-12y=\ \ 60} \\ 132x=132 \\ x=\hspace{10pt}1\end{eqnarray}
\(x=1\)を\((3)\)に代入すると、
\(12×1+3y=18\)
\(3y=6\)
\(y=2\)
よって、
\(\left\{\begin{array}{l}x=1 \\ y=2\end{array}\right.\)
(3)\(\left\{\begin{array}{l}\displaystyle \frac{1}{2}x+\frac{2}{3}y=\frac{4}{3}&(1) \\ \displaystyle \frac{3}{4}x-\frac{1}{2}y=\frac{7}{2}&(2)\end{array}\right.\)
\((1)\)の両辺に\(6\),\((2)\)の両辺に\(4\)をかけて係数を整数にする。
\(\left\{\begin{array}{l}3x+4y=8&(3) \\ 3x-2y=14&(4)\end{array}\right.\)
\((3)-(4)\)
\begin{eqnarray}3x+4y=\ \ \ 8 \\ \underline{-) 3x-2y=\ 14} \\ 6y=-6 \\ y=-1\end{eqnarray}
\(y=-1\)を\((3)\)に代入すると、
\(3x+4×(-1)=8\)
\(3x=12\)
\(x=4\)
よって、
\(\left\{\begin{array}{l}x=4 \\ y=-1\end{array}\right.\)
(4)\(3x+8y=x+y=5\)
次の連立方程式に直して計算する。
\(\left\{\begin{array}{l}3x+8y=5&(1) \\ x+y=5&(2)\end{array}\right.\)
\((1)-3×(2)\)
\begin{eqnarray}3x+8y=\ \ \ \ \ 5 \\ \underline{-) 3x+3y=\ \ \ 15} \\ 5y=-10 \\ y=\ -2\end{eqnarray}
\(y=-2\)を\((2)\)に代入すると、
\(x-2=5\)
\(x=7\)
よって、
\(\left\{\begin{array}{l}x=7 \\ y=-2\end{array}\right.\)
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