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クラメルの公式とは?

くらめるのこうしき

クラメルの公式とは、連立一次方程式の解を行列式(行列式)の比で直接表す数学の公式です。

クラメルの公式(クラーメルの公式)は、18世紀スイス数学者ガブリエル・クラーメルにちなんで名付けられた、線形代数学の定理です。係数行列の行列式(determinant)がゼロでない連立一次方程式に対して、各変数の解を行列式の比として明示的に表します。

具体的には、n元連立一次方程式において、各変数 x_i の解は「係数行列の第 i 列を右辺ベクトルで置き換えた行列の行列式」を「係数行列の行列式」で割ったものとして表されます。これにより、連立方程式の解を一つの統一した公式で記述できます。

クラメルの公式の特徴と注意点は以下の通りです。

  • 係数行列の行列式がゼロのときは使えない(解なし or 無数の解が存在する場合)
  • 解の存在と一意性の理論的証明に有用
  • 変数の数が少ない場合(2〜3元程度)は手計算に便利
  • 変数が多い場合は計算量が膨大になるため、実用的にはガウスの消去法などが使われる

クラメルの公式は線形代数の基礎理論において重要な位置を占め、微分方程式の解法(パラメータ変化法)や理論的な証明でも活用されます。実用計算よりも理論的・教育的な意義が大きい公式です。

使い方・例文

「3元連立方程式を手で解く際にクラメルの公式を使い、各行列式の値を計算して x, y, z をそれぞれ求める」という学習場面で登場します。

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