EP32 : การแก้ระบบสมการด้วยเมทริกซ์และกฎของเครเมอร์
เรียนรู้การเขียนระบบสมการในรูป AX=B การแก้ด้วยเมทริกซ์ผกผัน กฎของเครเมอร์ และการวิเคราะห์จำนวนคำตอบจากดีเทอร์มิแนนต์ พร้อมแบบฝึกหัดและ Quiz 30 ข้อ
เส้นทางสู่เป้าหมาย
กำลังโหลดความก้าวหน้า…
ทำ Quiz ท้าย EP เพื่อเริ่มบันทึกความสำเร็จ
การแก้ระบบสมการด้วยเมทริกซ์และกฎของเครเมอร์
ต่อยอดจากดีเทอร์มิแนนต์และเมทริกซ์ผกผัน เพื่อแก้ระบบสมการสองตัวแปรอย่างเป็นขั้นตอน
เขียนระบบสมการเป็น AX=B แก้ด้วย A⁻¹B และกฎของเครเมอร์ พร้อมวิเคราะห์กรณี det(A)=0 ได้
1. ปัญหานำ
จงแก้ระบบสมการ
เขียนในรูปเมทริกซ์ได้เป็น
คำตอบคือ x=3 และ y=1
2. เขียนระบบสมการในรูป AX=B
- A คือเมทริกซ์สัมประสิทธิ์
- X คือเมทริกซ์ตัวแปร
- B คือเมทริกซ์ค่าคงที่
ต้องเรียงตัวแปรเหมือนกันทุกสมการ เช่น x ก่อน y
3. วิธีใช้เมทริกซ์ผกผัน
คูณทั้งสองข้างทางซ้ายด้วย A⁻¹
ใช้ได้เมื่อ det(A)≠0 เท่านั้น
4. บทบาทของดีเทอร์มิแนนต์
- D≠0 → มีคำตอบเดียว
- D=0 → ไม่มีคำตอบ หรือมีหลายคำตอบ
ดังนั้น det คือกุญแจสำคัญก่อนเลือกใช้เมทริกซ์ผกผันหรือกฎของเครเมอร์
5. กฎของเครเมอร์
สำหรับระบบ
6. วิธีสร้าง D, Dx และ Dy
D ใช้เมทริกซ์สัมประสิทธิ์เดิม
Dx แทนหลักของ x ด้วยค่าคงที่
Dy แทนหลักของ y ด้วยค่าคงที่
7. ตัวอย่างกฎของเครเมอร์
8. กรณี det(A)=0
ถ้า D=0 จะใช้สูตร x=Dx/D และ y=Dy/D ไม่ได้
- D=0 แต่ Dx หรือ Dy ไม่เป็น 0 → ไม่มีคำตอบ
- D=Dx=Dy=0 → มีหลายคำตอบ
เมื่อ D=0 ต้องกลับไปวิเคราะห์ความสัมพันธ์ของสมการ
9. ตัวอย่างไม่มีคำตอบและหลายคำตอบ
หลายคำตอบ
สมการที่สองเป็น 2 เท่าของสมการแรก
ไม่มีคำตอบ
ด้านซ้ายเป็นสัดส่วนเดียวกัน แต่ค่าคงที่ไม่สอดคล้องกัน
10. เทคนิคเลือกวิธีเร็ว
- ถ้าตัวเลขง่าย ใช้กำจัดตัวแปรอาจเร็วที่สุด
- ถ้าบทเรียนเน้นเมทริกซ์ ใช้ X=A⁻¹B
- ถ้าต้องหา x และ y แยกชัด ใช้กฎของเครเมอร์
- หา D ก่อนเสมอ
- เมื่อ D=0 ห้ามใช้สูตรหาร
- แทนคำตอบกลับในสมการเดิมเพื่อตรวจสอบ
11. แบบฝึกหัด 5 ข้อ
เขียนระบบ x+2y=7 และ 3x−y=5 ในรูป AX=B
ดูเฉลย
[123−1][xy]=[75]
ใช้กฎของเครเมอร์แก้ x+y=6 และ x−y=2
ดูเฉลย
D=−2, Dx=−8, Dy=−4
x=4, y=2
แก้ระบบ 2x+3y=12 และ x+y=5
ดูเฉลย
x=3, y=2
วิเคราะห์ระบบ x+3y=7 และ 2x+6y=14
ดูเฉลย
D=0 และสมการเป็นสัดส่วนเดียวกัน
มีหลายคำตอบ
วิเคราะห์ระบบ x+3y=7 และ 2x+6y=18
ดูเฉลย
D=0 แต่ค่าคงที่ไม่เป็นสัดส่วน
ไม่มีคำตอบ
12. แบบทดสอบท้ายบท 30 ข้อ
ระดับพื้นฐาน ข้อ 1–10
ระดับปานกลาง ข้อ 11–20
ระดับประยุกต์ ข้อ 21–30
13. สรุป
- D≠0 หมายถึงมีคำตอบเดียว
- D=0 ต้องวิเคราะห์ว่าไม่มีคำตอบหรือมีหลายคำตอบ
- Dx แทนหลัก x ด้วยค่าคงที่
- Dy แทนหลัก y ด้วยค่าคงที่
- ตรวจคำตอบด้วยการแทนกลับในระบบเดิม
เขียน AX=B → หา D → สร้าง Dx และ Dy → หาคำตอบ → แทนกลับตรวจสอบ