微分積分学準備例

$a x + b y = 0$ , $a^{2} x + b^{2} y = 1$

Step 1

$x$ について方程式を解きます。

タップして手順をさらに表示してください…

方程式の両辺から $b y$ を引きます。

$a x = - b y$

$a^{2} x + b^{2} y = 1$

$a x = - b y$ の各項を $a$ で割り、簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

$a x = - b y$ の各項を $a$ で割ります。

$\frac{a x}{a} = \frac{- b y}{a}$

$a^{2} x + b^{2} y = 1$

左辺を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

$a$ の共通因数を約分します。

タップして手順をさらに表示してください…

共通因数を約分します。

$\frac{a x}{a} = \frac{- b y}{a}$

$a^{2} x + b^{2} y = 1$

$x$ を $1$ で割ります。

$x = \frac{- b y}{a}$

$a^{2} x + b^{2} y = 1$

$x = \frac{- b y}{a}$

$a^{2} x + b^{2} y = 1$

$x = \frac{- b y}{a}$

$a^{2} x + b^{2} y = 1$

右辺を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

分数の前に負数を移動させます。

$x = - \frac{b y}{a}$

$a^{2} x + b^{2} y = 1$

$x = - \frac{b y}{a}$

$a^{2} x + b^{2} y = 1$

$x = - \frac{b y}{a}$

$a^{2} x + b^{2} y = 1$

$x = - \frac{b y}{a}$

$a^{2} x + b^{2} y = 1$

Step 2

$b$ について方程式を解きます。

タップして手順をさらに表示してください…

各項を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

積の可換性を利用して書き換えます。

$- a^{2} \frac{b y}{a} + b^{2} y = 1$

$x = - \frac{b y}{a}$

$a$ の共通因数を約分します。

タップして手順をさらに表示してください…

$a$ を $- a^{2}$ で因数分解します。

$a (- a) (\frac{b y}{a}) + b^{2} y = 1$

$x = - \frac{b y}{a}$

共通因数を約分します。

$a (- a) (\frac{b y}{a}) + b^{2} y = 1$

$x = - \frac{b y}{a}$

式を書き換えます。

$- a (b y) + b^{2} y = 1$

$x = - \frac{b y}{a}$

$- a b y + b^{2} y = 1$

$x = - \frac{b y}{a}$

$- a b y + b^{2} y = 1$

$x = - \frac{b y}{a}$

方程式の両辺から $1$ を引きます。

$- a b y + b^{2} y - 1 = 0$

$x = - \frac{b y}{a}$

二次方程式の解の公式を利用して解を求めます。

$\frac{- b \pm \sqrt{b^{2} - 4 (a c)}}{2 a}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$a = y$ 、 $b = - a y$ 、および $c = - 1$ を二次方程式の解の公式に代入し、 $b$ の値を求めます。

$\frac{a y \pm \sqrt{{(- a y)}^{2} - 4 \cdot (y \cdot - 1)}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

分子を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

べき乗則 ${(a b)}^{n} = a^{n} b^{n}$ を利用して指数を分配します。

タップして手順をさらに表示してください…

積の法則を $- a y$ に当てはめます。

$b = \frac{a y \pm \sqrt{{(- a)}^{2} y^{2} - 4 \cdot y \cdot - 1}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

積の法則を $- a$ に当てはめます。

$b = \frac{a y \pm \sqrt{{(- 1)}^{2} a^{2} y^{2} - 4 \cdot y \cdot - 1}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$b = \frac{a y \pm \sqrt{{(- 1)}^{2} a^{2} y^{2} - 4 \cdot y \cdot - 1}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$- 1$ を $2$ 乗します。

$b = \frac{a y \pm \sqrt{1 a^{2} y^{2} - 4 \cdot y \cdot - 1}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$a^{2}$ に $1$ をかけます。

$b = \frac{a y \pm \sqrt{a^{2} y^{2} - 4 \cdot y \cdot - 1}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$- 1$ に $- 4$ をかけます。

$b = \frac{a y \pm \sqrt{a^{2} y^{2} + 4 y}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$y$ を $a^{2} y^{2} + 4 y$ で因数分解します。

タップして手順をさらに表示してください…

$y$ を $a^{2} y^{2}$ で因数分解します。

$b = \frac{a y \pm \sqrt{y (a^{2} y) + 4 y}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$y$ を $4 y$ で因数分解します。

$b = \frac{a y \pm \sqrt{y (a^{2} y) + y \cdot 4}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$y$ を $y (a^{2} y) + y \cdot 4$ で因数分解します。

$b = \frac{a y \pm \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$b = \frac{a y \pm \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$b = \frac{a y \pm \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$\pm$ を $+$ に変更します。

$b = \frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

式を簡約し、 $\pm$ の $-$ 部の値を求めます。

タップして手順をさらに表示してください…

分子を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

べき乗則 ${(a b)}^{n} = a^{n} b^{n}$ を利用して指数を分配します。

タップして手順をさらに表示してください…

積の法則を $- a y$ に当てはめます。

$b = \frac{a y \pm \sqrt{{(- a)}^{2} y^{2} - 4 \cdot y \cdot - 1}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

積の法則を $- a$ に当てはめます。

$b = \frac{a y \pm \sqrt{{(- 1)}^{2} a^{2} y^{2} - 4 \cdot y \cdot - 1}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$b = \frac{a y \pm \sqrt{{(- 1)}^{2} a^{2} y^{2} - 4 \cdot y \cdot - 1}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$- 1$ を $2$ 乗します。

$b = \frac{a y \pm \sqrt{1 a^{2} y^{2} - 4 \cdot y \cdot - 1}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$a^{2}$ に $1$ をかけます。

$b = \frac{a y \pm \sqrt{a^{2} y^{2} - 4 \cdot y \cdot - 1}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$- 1$ に $- 4$ をかけます。

$b = \frac{a y \pm \sqrt{a^{2} y^{2} + 4 y}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$y$ を $a^{2} y^{2} + 4 y$ で因数分解します。

タップして手順をさらに表示してください…

$y$ を $a^{2} y^{2}$ で因数分解します。

$b = \frac{a y \pm \sqrt{y (a^{2} y) + 4 y}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$y$ を $4 y$ で因数分解します。

$b = \frac{a y \pm \sqrt{y (a^{2} y) + y \cdot 4}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$y$ を $y (a^{2} y) + y \cdot 4$ で因数分解します。

$b = \frac{a y \pm \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$b = \frac{a y \pm \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$b = \frac{a y \pm \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$\pm$ を $-$ に変更します。

$b = \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$b = \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

最終的な答えは両方の解の組み合わせです。

$b = \frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}$

$b = \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

$b = \frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}$

$b = \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}$

$x = - \frac{b y}{a}$

Step 3

右辺を簡約します。

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$2$ に $0$ をかけます。

$b = \frac{a (0) + \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}$

$b = \frac{a (0) - \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{2 (0)}$

$a (- (\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}) \cdot \frac{y}{a}) + (\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}) \cdot y = 0$

$b = \frac{a (0) + \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}, \frac{a (0) - \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{2 (0)}$

Step 4

簡約した系は、元の連立方程式の任意の解です。

$b = \frac{a (0) + \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}$

$b = \frac{a (0) - \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{2 (0)}$

Step 5

左辺を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

各項を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

積の可換性を利用して書き換えます。

$- a (\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y (\frac{y}{a})}) + (\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}) \cdot y = 0$

$b = \frac{a (0) + \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}$

$b = \frac{a (0) - \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{2 (0)}$

$\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}$ と $\frac{y}{a}$ をまとめます。

$- a \frac{(\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y \cdot y})}{a} + (\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}) \cdot y = 0$

$b = \frac{a (0) + \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}$

$b = \frac{a (0) - \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{2 (0)}$

$a$ の共通因数を約分します。

タップして手順をさらに表示してください…

$a$ を $- a$ で因数分解します。

$a \cdot (- 1 \frac{(\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y \cdot y})}{a}) + (\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}) \cdot y = 0$

$b = \frac{a (0) + \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}$

$b = \frac{a (0) - \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{2 (0)}$

共通因数を約分します。

$b = \frac{a (0) + \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}$

$b = \frac{a (0) - \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{2 (0)}$

式を書き換えます。

$- (\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y \cdot y}) + (\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}) \cdot y = 0$

$b = \frac{a (0) + \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}$

$b = \frac{a (0) - \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{2 (0)}$

$- \frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y \cdot y} + (\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}) y = 0$

$b = \frac{a (0) + \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}$

$b = \frac{a (0) - \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{2 (0)}$

$- \frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y \cdot y} + (\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}) y = 0$

$b = \frac{a (0) + \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}$

$b = \frac{a (0) - \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{2 (0)}$

$- \frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y} y$ と $(\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}) y$ を並べ替えます。

$(\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}) y - \frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y \cdot y} = 0$

$b = \frac{a (0) + \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}$

$b = \frac{a (0) - \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{2 (0)}$

$(\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}) y - \frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y \cdot y} = 0$

$b = \frac{a (0) + \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}$

$b = \frac{a (0) - \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{2 (0)}$

$(\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}) y - \frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y \cdot y} = 0$

$b = \frac{a (0) + \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}, \frac{a (0) - \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{2 (0)}$

Step 6

右辺を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

$2$ に $0$ をかけます。

$b = \frac{a (0) + \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}$

$b = \frac{a (0) - \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}$

$(\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}) y - \frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y \cdot y} = 0$

$b = \frac{a (0) + \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}, \frac{a (0) - \sqrt{(0) (a^{2} (0) + 4)}}{0}$

$(\frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}) y - \frac{a y + \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y}, \frac{a y - \sqrt{y (a^{2} y + 4)}}{2 y \cdot y} = 0$

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