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加減法 ── 連立方程式の基本テクニック

連立方程式の解き方で 最もよく使うのが 加減法。2つの式を 足したり引いたりして、未知数を1つに減らすテクニックです。これを身につければ、連立方程式の8割が解けます。

図でつかむ

3x + 2y = 14 2x + 2y = 12 引く x = 2 y が消える 係数の符号が同じなら引く。符号が反対なら足して、1文字だけの式にします。
加減法は、2つの式を足す・引くことで同じ文字を消す解き方です。

先に「どの文字を消すか」を決め、係数をそろえてから足すか引くかを選びます。図のように、消える文字を目で確認してから計算すると符号ミスが減ります。

加減法とは

用語
加減法
2つの式を たし算または引き算することで、1つの未知数を 消去する方法。
消去後は1元の方程式になり、解くだけで答えが出る。

加減法の基本手順

  1. 消したい文字を決める(係数が揃えやすい方)
  2. 2式の係数を揃える(必要なら整数倍)
  3. 2式を足すか引くかで1文字を消去
  4. 残った1元の方程式を解く
  5. 得た値を元の式に代入して、もう1文字も求める

係数が揃っている場合(最も簡単)

例1:{ x + y = 5 / x − y = 1 }

y の係数が +1 と −1 → 2式を 足すと y が消える

(x + y) + (x − y) = 5 + 1

2x = 6 → x = 3

x = 3 を 1式目に代入:3 + y = 5 → y = 2

(x, y) = (3, 2)

例2:{ 2x + 3y = 11 / 2x − 3y = 1 }

y の係数が +3 と −3 → 足すと y が消える

4x = 12 → x = 3

x = 3 を 1式目に代入:6 + 3y = 11 → 3y = 5 → y = 5/3

→ (3, 5/3)

係数を揃える必要がある場合

例3:{ 3x + 2y = 14 / x + y = 6 }

y の係数が 2 と 1 → 2式目を 2倍して係数を揃える

{ 3x + 2y = 14 / 2x + 2y = 12 }

1式から 2式を引く:x = 2

x = 2 を 2式目に代入:2 + y = 6 → y = 4

(2, 4)

同符号は引く、異符号は足す(重要原則)

加減法の原則

消したい文字の係数が 同符号(両方+または両方−)引く

 例:3x + 2y = ... と 5x + 2y = ... → 引いて y を消す

消したい文字の係数が 異符号(+と−)足す

 例:3x + 2y = ... と 5x − 2y = ... → 足して y を消す

「同足異引」と覚える人もいる(実際は逆:同符号は引く、異符号は足す)

例題で確認

例4:{ 3x + 5y = 16 / 4x + 5y = 19 }

y の係数が同じ(同符号 +5)→ 引く(2式 − 1式)

x = 3

代入:3·3 + 5y = 16 → 5y = 7 → y = 7/5

→ (3, 7/5)

例5:{ 5x + 3y = 19 / 2x − 3y = 1 }

y の係数が +3 と −3(異符号)→ 足す

7x = 20 → x = 20/7

代入:5·(20/7) + 3y = 19 → 3y = 19 − 100/7 = 33/7 → y = 11/7

両方の係数を揃える

例6:{ 3x + 2y = 13 / 5x + 3y = 22 }

y を消すには、係数を最小公倍数 6 に揃える:

1式 × 3:9x + 6y = 39

2式 × 2:10x + 6y = 44

引く:x = 5(同符号6y で引く)

代入:15 + 2y = 13 → y = −1

→ (5, −1)

例7:x を消す方が楽な場合

{ 2x + 5y = 13 / 3x + 7y = 19 }

x の係数を揃える:1式×3、2式×2 → 6x

 1式×3:6x + 15y = 39

 2式×2:6x + 14y = 38

引く:y = 1、代入で x = 4

どちらの文字を消すか選ぶ

  • 係数が小さい方が計算が楽
  • 係数の最小公倍数が小さい方の文字を消す
  • 1の係数があれば、それを揃えやすい
  • 分数や小数を避けられる方を選ぶ
つまずきポイント①:両辺に同じ数を掛ける
  • 「2式目を3倍」と決めたら、左辺も右辺も3倍する
  • × 左辺だけ3倍、右辺はそのまま(不一致)
  • 係数だけでなく 定数項も忘れずに
  • 例:x + y = 5 を3倍 → 3x + 3y = 15(5も3倍)
つまずきポイント②:足す or 引くの判断
  • 同符号(++ or −−)→ 引くと消える
  • 異符号(+−)→ 足すと消える
  • 係数の絶対値が同じだけでなく、符号も確認
つまずきポイント③:代入の式
  • x の値が出たら、元の式(変形前)に代入
  • 変形後の式に代入してもよいが、計算が面倒になることも
  • 係数の小さい式に代入する方が楽

練習問題

問題1(加減法・基本)

次を解け。

  1. { x + y = 8、x − y = 2 }
  2. { 2x + y = 7、3x − y = 8 }
  3. { x + 2y = 9、3x + 2y = 13 }
答えを見る

(1) 足す:2x=10 → x=5、y=3

(2) 足す:5x=15 → x=3、y=1

(3) 2式−1式:2x=4 → x=2、1式:2+2y=9 → y=7/2

問題2(係数を揃える)
  1. { 2x + 3y = 12、x + y = 5 }
  2. { 3x + 2y = 16、5x + 4y = 30 }
  3. { 4x − 3y = 10、2x + y = 5 }
答えを見る

(1) 2式×2:2x+2y=10、1式から引く:y=2、x=3

(2) 1式×2:6x+4y=32、2式から引く:x=2、y=5

(3) 2式×3:6x+3y=15、1式と足す:10x=25 → x=5/2、y=0

問題3(応用)

{ 5x + 2y = 4、3x − 4y = −21 } を解け。

答えを見る

1式×2:10x + 4y = 8

足す(y の係数が +4 と −4 で異符号):13x = −13 → x = −1

代入:−5 + 2y = 4 → y = 9/2

問題4(判断)

{ 3x + 4y = 25、2x − 5y = −2 } で、x と y のどちらを先に消すと楽か?

答えを見る

x の係数 3 と 2 の最小公倍数 6(1式×2、2式×3)

y の係数 4 と −5 の最小公倍数 20(1式×5、2式×4)

→ x を消す方が小さい数で計算でき、楽

まとめ

  • 加減法:2式を 足す or 引くで1文字消去。
  • 同符号は 引く、異符号は 足す
  • 係数を揃えるため両式を 整数倍することも(最小公倍数)。
  • 両辺すべてに同じ数を掛ける(右辺も忘れずに)。
  • 1文字を求めたら、元の式に代入してもう1文字も求める。
  • どちらの文字を消すかは、係数の最小公倍数が小さい方を選ぶ。