聯立方程組的妙處(為什麼要聯立方程組)
假設有以下方程組:
\[\begin{aligned}
xy&=3,\\
y&=x
\end{aligned}
\]
xy&=3,\\
y&=x
\end{aligned}
\]
他們的影像如下:
如果我們要找到同時滿足兩個等式的點,該怎麼做呢?
也許會想到聯立方程組,但是為什麼聯立呢?或許在我說之前,還想不到要聯立。
我們知道,滿足式\(xy=3\)的點都在上圖的兩條曲線上,也就是說,使該式成立的所有的點都在那兩條曲線上,滿足式\(y=x\)的點都在那條直線上,好了,現在讓我們來看看,把這兩個式子加起來是什麼樣的:
\[xy+y=3+x
\]
\]
那麼,滿足這個等式的點在哪裡呢?是曲線嗎?很明顯不全是,因為曲線中的很多點都只能使式中左右兩邊的某一部分相等(\(xy\)和\(3\)),但並不能使其他的部分相等(\(y\)和\(x\))。那麼直線中的點呢?很遺憾,其中大部分也是只能夠使其中一部分相等。直線和曲線外?歐,那更不可能,不信你可以試試。讓我們來看看直線和兩條曲線的交點,對於任意一個交點,其既能夠使得\(xy\)和\(3\)相等,也能夠使得\(y\)和\(x\)相等,那麼就能夠使得上式成立。可見,等式相加的目的就是為了聯合約束條件,滿足相加的等式(\(xy+y=3+x\))的點(交點),就是滿足被加的所有等式(\(xy=3\)和\(y=x\))的點。這,就是聯立方程組的原因。