在解多元方程組時(shí),我們一般是用消元法,但遇到生產(chǎn)、生活實(shí)際問(wèn)題時(shí),建立的多元方程組的系數(shù)往往比較復(fù)雜,用消元法去解,計(jì)算比較繁瑣,尤其方程組的元較多時(shí),更是費(fèi)時(shí)又容易出錯(cuò),能否有其他辦法?本文介紹兩種用Excel來(lái)解多元一次方程組的方法,使用它可以達(dá)到又快又準(zhǔn)確的。
用“克萊姆法則”來(lái)求解
這里我借用Excel提供的函數(shù)【MDETERM()】來(lái)計(jì)算行列式的值,從而減少計(jì)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(lái)解這方程組,應(yīng)化為四個(gè)行列式:
1.計(jì)算行列式△、△x、△y、△z的值
我們將行列式△、△x、△y、△z中數(shù)據(jù)分別輸入到Excel工作表中的A10:C12、E10:G12、A16:C18、E16:G18單元格區(qū)域,然后選中A14單元格,選擇“菜單欄\\插入\\函數(shù)”命令,在彈出的“插入函數(shù)”對(duì)話框的“選擇類別”下拉框中選擇“數(shù)學(xué)與三角函數(shù)”,在“選擇函數(shù)”列表框中選擇“MDETERM”,單擊“確定”按鈕,彈出“函數(shù)參數(shù)”對(duì)話框,輸入或選擇區(qū)域A10:C12,單擊“確定”按鈕,在A14單元格中就計(jì)算出△行列式的值。
重復(fù)上述步驟,在E14、A20、E20單元格中可分別計(jì)算出△a、△b、△c的值。
2.計(jì)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(gè)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(guī)劃求解”來(lái)解
1.安裝“規(guī)劃求解”
在缺省安裝Excel時(shí),一般未安裝Excel提供的“規(guī)劃求解”,必須重新安裝。如果是“完全”安裝,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加載。我們可以在“工具”菜單下,用鼠標(biāo)單擊“加載宏”命令,彈出“加載宏”對(duì)話框,如圖2所示,選中“規(guī)劃求解”復(fù)選框,再單擊“確定”按鈕。若沒(méi)安裝“規(guī)劃求解”會(huì)彈出警示對(duì)話框。當(dāng)用戶成功安裝后,會(huì)在“工具”菜單下出現(xiàn)“規(guī)劃求解”命令,如圖3所示。
圖2 圖3
2.用規(guī)劃求解來(lái)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(shù)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(guī)劃求解”命令,彈出“規(guī)劃求解參數(shù)”對(duì)話框,如圖4所示。在“設(shè)置目標(biāo)單元格”文本框中輸入目標(biāo)地址“$B$6”,選中“等于”后面的單選框“值為(V)”,其值輸入“3”,在可變單元格文本框中輸入未知數(shù)x、y、z的地址“$B$1:$B$3”。然后單擊“約束”列表框右側(cè)的“添加”按鈕,彈出“添加約束”對(duì)話框,如圖5所示。在“單元格引用位置”中輸入“$B$4”,在中間的比較運(yùn)算符中選擇“=”,在“約束值”中輸入“1”。再單擊“添加”按鈕,同法添加第二個(gè)約束“$B$5=2”,最后單擊“確定”按鈕返回“規(guī)劃求解參數(shù)”對(duì)話框,如圖6所示。
最后,單擊“求解”按鈕進(jìn)行求解,在工作表上顯示出運(yùn)算結(jié)果,同時(shí)彈出“規(guī)劃求解結(jié)果”對(duì)話框,如圖7所示。選擇“保存規(guī)劃求解結(jié)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(duì)于元越多、系數(shù)越復(fù)雜的方程組,使用起來(lái)越方便,可以大大提高計(jì)算速度和可靠性,把讀者從繁瑣的計(jì)算工作中解放出來(lái)。
注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文?!?br/>