ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก
lesson

EP32 : การแก้ระบบสมการด้วยเมทริกซ์และกฎของเครเมอร์

เรียนรู้การเขียนระบบสมการในรูป AX=B การแก้ด้วยเมทริกซ์ผกผัน กฎของเครเมอร์ และการวิเคราะห์จำนวนคำตอบจากดีเทอร์มิแนนต์ พร้อมแบบฝึกหัดและ Quiz 30 ข้อ

ภาพรวมหลักสูตรของฉัน

เส้นทางสู่เป้าหมาย

0%
ผ่านแล้ว 0/0 EP
เหลือ 0 EP
ผ่านครบวิชา 0/0 วิชา

กำลังโหลดความก้าวหน้า…

ความสำเร็จ Quiz ท้าย EP ผู้เรียน
กำลังโหลด…
ดีที่สุด 0%
ล่าสุด
ทำแล้ว 0 ครั้ง

ทำ Quiz ท้าย EP เพื่อเริ่มบันทึกความสำเร็จ


EP32 การแก้ระบบสมการด้วยเมทริกซ์และกฎของเครเมอร์
🎯
EP32 • Foundation Mathematics

การแก้ระบบสมการด้วยเมทริกซ์และกฎของเครเมอร์

ต่อยอดจากดีเทอร์มิแนนต์และเมทริกซ์ผกผัน เพื่อแก้ระบบสมการสองตัวแปรอย่างเป็นขั้นตอน

เป้าหมาย

เขียนระบบสมการเป็น AX=B แก้ด้วย A⁻¹B และกฎของเครเมอร์ พร้อมวิเคราะห์กรณี det(A)=0 ได้

1. ปัญหานำ

จงแก้ระบบสมการ

2x+y=7
x−y=2

เขียนในรูปเมทริกซ์ได้เป็น

[211−1][xy]=[72]

คำตอบคือ x=3 และ y=1

2. เขียนระบบสมการในรูป AX=B

[abcd][xy]=[pq]
  • A คือเมทริกซ์สัมประสิทธิ์
  • X คือเมทริกซ์ตัวแปร
  • B คือเมทริกซ์ค่าคงที่
ระวังลำดับ

ต้องเรียงตัวแปรเหมือนกันทุกสมการ เช่น x ก่อน y

🔄

3. วิธีใช้เมทริกซ์ผกผัน

AX=B

คูณทั้งสองข้างทางซ้ายด้วย A⁻¹

A⁻¹AX=A⁻¹B
X=A⁻¹B
เงื่อนไข

ใช้ได้เมื่อ det(A)≠0 เท่านั้น

🔑

4. บทบาทของดีเทอร์มิแนนต์

D=det(A)
  • D≠0 → มีคำตอบเดียว
  • D=0 → ไม่มีคำตอบ หรือมีหลายคำตอบ

ดังนั้น det คือกุญแจสำคัญก่อนเลือกใช้เมทริกซ์ผกผันหรือกฎของเครเมอร์

📐

5. กฎของเครเมอร์

สำหรับระบบ

ax+by=e
cx+dy=f
D=ad−bc
Dx=ed−bf
Dy=af−ec
x=Dx/D, y=Dy/D
✍️

6. วิธีสร้าง D, Dx และ Dy

D ใช้เมทริกซ์สัมประสิทธิ์เดิม

D=det[abcd]

Dx แทนหลักของ x ด้วยค่าคงที่

Dx=det[ebfd]

Dy แทนหลักของ y ด้วยค่าคงที่

Dy=det[aecf]
🧮

7. ตัวอย่างกฎของเครเมอร์

2x+y=7
x−y=2
D=2(−1)−1(1)=−3
Dx=7(−1)−1(2)=−9
Dy=2(2)−7(1)=−3
x=3, y=1
⚠️

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
ห้ามหารด้วยศูนย์

เมื่อ D=0 ต้องกลับไปวิเคราะห์ความสัมพันธ์ของสมการ

🔍

9. ตัวอย่างไม่มีคำตอบและหลายคำตอบ

หลายคำตอบ

x+2y=8
2x+4y=16

สมการที่สองเป็น 2 เท่าของสมการแรก

ไม่มีคำตอบ

x+2y=8
2x+4y=20

ด้านซ้ายเป็นสัดส่วนเดียวกัน แต่ค่าคงที่ไม่สอดคล้องกัน

10. เทคนิคเลือกวิธีเร็ว

  1. ถ้าตัวเลขง่าย ใช้กำจัดตัวแปรอาจเร็วที่สุด
  2. ถ้าบทเรียนเน้นเมทริกซ์ ใช้ X=A⁻¹B
  3. ถ้าต้องหา x และ y แยกชัด ใช้กฎของเครเมอร์
  4. หา D ก่อนเสมอ
  5. เมื่อ D=0 ห้ามใช้สูตรหาร
  6. แทนคำตอบกลับในสมการเดิมเพื่อตรวจสอบ
✏️

11. แบบฝึกหัด 5 ข้อ

  1. เขียนระบบ x+2y=7 และ 3x−y=5 ในรูป AX=B

    ดูเฉลย

    [123−1][xy]=[75]

  2. ใช้กฎของเครเมอร์แก้ x+y=6 และ x−y=2

    ดูเฉลย

    D=−2, Dx=−8, Dy=−4

    x=4, y=2

  3. แก้ระบบ 2x+3y=12 และ x+y=5

    ดูเฉลย

    x=3, y=2

  4. วิเคราะห์ระบบ x+3y=7 และ 2x+6y=14

    ดูเฉลย

    D=0 และสมการเป็นสัดส่วนเดียวกัน

    มีหลายคำตอบ

  5. วิเคราะห์ระบบ x+3y=7 และ 2x+6y=18

    ดูเฉลย

    D=0 แต่ค่าคงที่ไม่เป็นสัดส่วน

    ไม่มีคำตอบ

🎓

12. แบบทดสอบท้ายบท 30 ข้อ

ตอบแล้ว 0/30 ข้อ คะแนน 0/30

ระดับพื้นฐาน ข้อ 1–10

ข้อ 1 ระบบสมการ 2x+y=7 และ x−y=2 เขียนเมทริกซ์สัมประสิทธิ์ได้ข้อใด
ดูคำอธิบาย

นำสัมประสิทธิ์ของ x และ y มาเรียงตามแต่ละสมการ

ตอบ A

ข้อ 2 จากระบบเดิม เมทริกซ์ตัวแปรคือข้อใด
ดูคำอธิบาย

เมทริกซ์ตัวแปรเป็นเมทริกซ์หลัก [xy]

ตอบ B

ข้อ 3 จากระบบเดิม เมทริกซ์ค่าคงที่คือข้อใด
ดูคำอธิบาย

ค่าคงที่ด้านขวาคือ 7 และ 2

ตอบ C

ข้อ 4 ระบบสมการเขียนในรูปเมทริกซ์ทั่วไปได้อย่างไร
ดูคำอธิบาย

รูปมาตรฐานของระบบสมการคือ AX=B

ตอบ A

ข้อ 5 ถ้า A มีผกผัน จาก AX=B จะได้ X เท่ากับข้อใด
ดูคำอธิบาย

คูณทั้งสองข้างทางซ้ายด้วย A⁻¹ ได้ X=A⁻¹B

ตอบ B

ข้อ 6 เมทริกซ์สัมประสิทธิ์ของ x+y=5 และ 2x−y=4 คือข้อใด
ดูคำอธิบาย

เรียงสัมประสิทธิ์ x และ y ของแต่ละสมการ

ตอบ A

ข้อ 7 ดีเทอร์มิแนนต์ของเมทริกซ์ [112−1] เท่ากับเท่าใด
ดูคำอธิบาย

det=1(−1)−1(2)=−3

ตอบ A

ข้อ 8 ถ้า det(A)≠0 ระบบสมการสองตัวแปรมีลักษณะอย่างไร
ดูคำอธิบาย

เมทริกซ์มีผกผัน จึงได้คำตอบเดียว

ตอบ B

ข้อ 9 ถ้า det(A)=0 ข้อใดเป็นไปได้
ดูคำอธิบาย

เมื่อ det=0 เมทริกซ์ไม่มีผกผัน ระบบอาจไม่มีคำตอบหรือมีหลายคำตอบ

ตอบ B

ข้อ 10 ระบบ x+y=5 และ x−y=1 มีคำตอบข้อใด
ดูคำอธิบาย

บวกสมการได้ 2x=6 จึง x=3 และ y=2

ตอบ B

ระดับปานกลาง ข้อ 11–20

ข้อ 11 กฎของเครเมอร์ใช้ได้เมื่อใด
ดูคำอธิบาย

กฎของเครเมอร์ใช้เมื่อดีเทอร์มิแนนต์ของเมทริกซ์สัมประสิทธิ์ไม่เป็นศูนย์

ตอบ B

ข้อ 12 สำหรับระบบ ax+by=e และ cx+dy=f ค่า D คือข้อใด
ดูคำอธิบาย

D คือดีเทอร์มิแนนต์ของเมทริกซ์สัมประสิทธิ์

ตอบ A

ข้อ 13 สำหรับระบบ ax+by=e และ cx+dy=f ค่า Dx คือข้อใด
ดูคำอธิบาย

แทนหลัก x ด้วยค่าคงที่ ได้ [ebfd] จึง Dx=ed−bf

ตอบ B

ข้อ 14 สำหรับระบบ ax+by=e และ cx+dy=f ค่า Dy คือข้อใด
ดูคำอธิบาย

แทนหลัก y ด้วยค่าคงที่ ได้ [aecf] จึง Dy=af−ec

ตอบ A

ข้อ 15 สูตรของ x ตามกฎของเครเมอร์คือข้อใด
ดูคำอธิบาย

x=Dx/D

ตอบ B

ข้อ 16 สูตรของ y ตามกฎของเครเมอร์คือข้อใด
ดูคำอธิบาย

y=Dy/D

ตอบ C

ข้อ 17 ระบบ 2x+y=7 และ x−y=2 มี D เท่ากับเท่าใด
ดูคำอธิบาย

D=2(−1)−1(1)=−3

ตอบ A

ข้อ 18 ระบบ 2x+y=7 และ x−y=2 มี Dx เท่ากับเท่าใด
ดูคำอธิบาย

Dx=7(−1)−1(2)=−9

ตอบ A

ข้อ 19 ระบบ 2x+y=7 และ x−y=2 มี Dy เท่ากับเท่าใด
ดูคำอธิบาย

Dy=2(2)−7(1)=4−7=−3

ตอบ A

ข้อ 20 ระบบ 2x+y=7 และ x−y=2 มีคำตอบข้อใด
ดูคำอธิบาย

x=Dx/D=(−9)/(−3)=3 และ y=Dy/D=(−3)/(−3)=1

ตอบ B

ระดับประยุกต์ ข้อ 21–30

ข้อ 21 ระบบ 3x+2y=12 และ x−y=1 มี D เท่ากับเท่าใด
ดูคำอธิบาย

D=3(−1)−2(1)=−5

ตอบ A

ข้อ 22 ระบบ 3x+2y=12 และ x−y=1 มี Dx เท่ากับเท่าใด
ดูคำอธิบาย

Dx=12(−1)−2(1)=−14

ตอบ A

ข้อ 23 ระบบ 3x+2y=12 และ x−y=1 มี Dy เท่ากับเท่าใด
ดูคำอธิบาย

Dy=3(1)−12(1)=−9

ตอบ D

ข้อ 24 ระบบ 3x+2y=12 และ x−y=1 มีคำตอบข้อใด
ดูคำอธิบาย

x=14/5 และ y=9/5

ตอบ B

ข้อ 25 ระบบ x+2y=8 และ 2x+4y=16 มี D เท่ากับเท่าใด
ดูคำอธิบาย

D=1(4)−2(2)=0

ตอบ A

ข้อ 26 ระบบ x+2y=8 และ 2x+4y=16 มีลักษณะอย่างไร
ดูคำอธิบาย

สมการที่สองเป็นสองเท่าของสมการแรก จึงมีหลายคำตอบ

ตอบ C

ข้อ 27 ระบบ x+2y=8 และ 2x+4y=20 มีลักษณะอย่างไร
ดูคำอธิบาย

ด้านซ้ายเป็นสัดส่วนเดียวกัน แต่ค่าคงที่ไม่สอดคล้อง จึงไม่มีคำตอบ

ตอบ A

ข้อ 28 การใช้ A⁻¹B และกฎของเครเมอร์มีเงื่อนไขร่วมกันข้อใด
ดูคำอธิบาย

ทั้งสองวิธีต้องให้ A มีผกผัน

ตอบ B

ข้อ 29 ถ้า A=[2111] และ B=[53] แล้ว det(A) เท่ากับเท่าใด
ดูคำอธิบาย

det=2(1)−1(1)=1

ตอบ B

ข้อ 30 จากข้อก่อน ระบบ AX=B มีคำตอบข้อใด
ดูคำอธิบาย

ระบบคือ 2x+y=5 และ x+y=3 ลบกันได้ x=2 แล้ว y=1

ตอบ B

📌

13. สรุป

AX=B
X=A⁻¹B เมื่อ det(A)≠0
D=ad−bc
Dx=ed−bf
Dy=af−ec
x=Dx/D, y=Dy/D
  • D≠0 หมายถึงมีคำตอบเดียว
  • D=0 ต้องวิเคราะห์ว่าไม่มีคำตอบหรือมีหลายคำตอบ
  • Dx แทนหลัก x ด้วยค่าคงที่
  • Dy แทนหลัก y ด้วยค่าคงที่
  • ตรวจคำตอบด้วยการแทนกลับในระบบเดิม
จำเป็นขั้นตอน

เขียน AX=B → หา D → สร้าง Dx และ Dy → หาคำตอบ → แทนกลับตรวจสอบ

กลับด้านบน