透過 MCP 連接 →

輸入計算

數學公式

廣告

結果

唯一解
x = 2, y = 3, z = -1
由簡化列梯形矩陣求得
1
簡化列梯形矩陣 [A | b]
1 0 0 2
0 1 0 3
0 0 1 -1

本工具採用部分樞軸法的高斯-喬登消去法。當方程組有唯一解時,係數區塊會化為單位矩陣,右側欄位即為 (x, y, z)。

這個計算機的功能

本工具運用高斯消去法,並一路推進到簡化列梯形(即高斯-喬登消去法),求解含有三個未知數(x、y、z)的三元一次方程組。當方程組存在唯一解時,會直接給出答案;若無解(矛盾方程組)或有無限多組解(相依方程組),也會明確告訴你屬於哪一種情況。

使用方法

請輸入係數矩陣 A 的九個係數,以及右側的三個常數 b。每一條方程式的形式為 \(a_{i1} x + a_{i2} y + a_{i3} z = b_i\)。按下計算後,本工具會回傳解,並附上最終的簡化矩陣,方便你逐步檢視消去的過程。

方法原理說明

演算法從增廣矩陣 \([A \mid b]\) 開始,在每一個欄位中選取絕對值最大的元素作為樞軸(即部分樞軸法,可提升數值穩定度),先將該樞軸列標準化,再消去其他各列在同一欄的元素。處理完三個欄位後,若存在唯一解,係數區塊會化為單位矩陣,而最後一欄即為 (x, y, z)。透過比較 A 的秩與 \([A \mid b]\) 的秩,便能判斷方程組的類型。

$$\left[\begin{array}{ccc|c} a_{11} & a_{12} & a_{13} & b_{1} \\ a_{21} & a_{22} & a_{23} & b_{2} \\ a_{31} & a_{32} & a_{33} & b_{3} \end{array}\right] \;\xrightarrow{\text{Gauss-Jordan}}\; \left[\begin{array}{ccc|c} 1 & 0 & 0 & x \\ 0 & 1 & 0 & y \\ 0 & 0 & 1 & z \end{array}\right]$$
三維空間中相交於一點的三個平面
每個方程式都是一個平面;唯一解就是三個平面相交的那一點。
透過列運算化為含單位矩陣區塊的簡化列階梯形的增廣矩陣
高斯-喬登消去法將增廣矩陣化為 \([I \mid x]\),直接得出解。

範例演算

以 \(2x + y - z = 8\)、\(-3x - y + 2z = -11\)、\(-2x + y + 2z = -3\) 為例,經過消去後可得 \(x = 2\)、\(y = 3\)、\(z = -1\)。你可以代回驗算:$$2(2)+3-(-1)=8$$,正確無誤。

常見問題

如果沒有唯一解怎麼辦?結果面板會顯示「無解」或「有無限多組解」,狀態欄位也會同步反映該情況。

方程式的排列順序會影響結果嗎?不會。部分樞軸法會在內部自動重排各列,因此無論你以什麼順序輸入,答案都相同。

係數可以是小數或負數嗎?可以,任何實數都能輸入。

最後更新: