在解多元方程組時,我們一般是用消元法,但遇到生產、生活實際問題時,建立的多元方程組的系數往往比較復雜,用消元法去解,計算比較繁瑣,尤其方程組的元較多時,更是費時又容易出錯,能否有其他辦法?本文介紹兩種用Excel來解多元一次方程組的方法,使用它可以達到又快又準確的。
用“克萊姆法則”來求解
這里我借用Excel提供的函數【MDETERM()】來計算行列式的值,從而減少計算量。
例1 解方程組
6x+1.5×103y+5.5×105z=0.97
1.5×103x+5.5×105y+2.25×108z=295
5.5×105x+2.25×108y+9.79×1010z=11.33×104
用“克萊姆法則”來解這方程組,應化為四個行列式:
1.計算行列式△、△x、△y、△z的值
我們將行列式△、△x、△y、△z中數據分別輸入到Excel工作表中的A10:C12、E10:G12、A16:C18、E16:G18單元格區域,然后選中A14單元格,選擇“菜單欄\\插入\\函數”命令,在彈出的“插入函數”對話框的“選擇類別”下拉框中選擇“數學與三角函數”,在“選擇函數”列表框中選擇“MDETERM”,單擊“確定”按鈕,彈出“函數參數”對話框,輸入或選擇區域A10:C12,單擊“確定”按鈕,在A14單元格中就計算出△行列式的值。
重復上述步驟,在E14、A20、E20單元格中可分別計算出△a、△b、△c的值。
2.計算x、y、z的值
在G14單元格中輸入公式“=E14/A14”,確定以后,G14單元格中就顯示了“x=0.07”。同樣,在C20、G20單元格分別輸入公式“=A20/A14”和“G20/A14”,確定后,這兩個單元格中就顯示出“y=0.00055”和“z=-5E-07”。如圖1所示。
用EXCEL中的“規劃求解”來解
1.安裝“規劃求解”
在缺省安裝Excel時,一般未安裝Excel提供的“規劃求解”,必須重新安裝。如果是“完全”安裝,系統會自動加載。我們可以在“工具”菜單下,用鼠標單擊“加載宏”命令,彈出“加載宏”對話框,如圖2所示,選中“規劃求解”復選框,再單擊“確定”按鈕。若沒安裝“規劃求解”會彈出警示對話框。當用戶成功安裝后,會在“工具”菜單下出現“規劃求解”命令,如圖3所示。
圖2 圖3
2.用規劃求解來解多元一次方程組
例2 解方程組
2x+3y+4z=1
x+5y-2z=2
3x-6y+2z=3
首先,在A1、A2、A3、A4、A5、A6輸入提示信息“x=”、“y=”、“z=”、“2x+3y+4z=”、“x+5y-2z=”、“3x-6y+2z=”,用B1、B2、B3分別存放未知數x、y、z,在單元格B4中輸入“=2*B1+3*B2+4*B3”,在單元格B5中輸入“=B1+5*B2-2*B3”,在單元格B6中輸入“=3*B3-6*B2+2*B3”。
然后,選擇“規劃求解”命令,彈出“規劃求解參數”對話框,如圖4所示。在“設置目標單元格”文本框中輸入目標地址“$B$6”,選中“等于”后面的單選框“值為(V)”,其值輸入“3”,在可變單元格文本框中輸入未知數x、y、z的地址“$B$1:$B$3”。然后單擊“約束”列表框右側的“添加”按鈕,彈出“添加約束”對話框,如圖5所示。在“單元格引用位置”中輸入“$B$4”,在中間的比較運算符中選擇“=”,在“約束值”中輸入“1”。再單擊“添加”按鈕,同法添加第二個約束“$B$5=2”,最后單擊“確定”按鈕返回“規劃求解參數”對話框,如圖6所示。
最后,單擊“求解”按鈕進行求解,在工作表上顯示出運算結果,同時彈出“規劃求解結果”對話框,如圖7所示。選擇“保存規劃求解結果”單選按鈕,然后單擊“確定”按鈕。這樣在B1、B2、B3單元格中就算出了x=1.25,y=0,z=-0.375。
這兩種做法,對于元越多、系數越復雜的方程組,使用起來越方便,可以大大提高計算速度和可靠性,把讀者從繁瑣的計算工作中解放出來。
注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”