Key Takeaways
ระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปร คือ ชุดของสมการเชิงเส้นที่มีตัวแปร 2 ตัวแปร และต้องพิจารณาคำตอบร่วมกัน คำตอบของระบบสมการมีได้ 3 ลักษณะ: มีคำตอบเดียว (เส้นตรงตัดกัน), ไม่มีคำตอบ (เส้นตรงขนานกัน), และมีคำตอบมากมายไม่จำกัด (เส้นตรงทับกัน) วิธีแก้ระบบสมการ ที่นิยมใช้มี 2 วิธีหลัก คือ การกำจัดตัวแปร (Elimination) และ การแทนค่า (Substitution) การวิเคราะห์ โจทย์ปัญหาระบบสมการ ต้องเริ่มจากการกำหนดตัวแปร x และ y จากนั้นสร้างสมการ 2 สมการตามเงื่อนไขโจทย์
Table of Contents
วิชาคณิตศาสตร์ในระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น (ม.ต้น) เรื่อง ระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปร ถือเป็นหนึ่งในบทเรียนพื้นฐานที่สำคัญที่สุด เพราะไม่เพียงแต่ออกสอบบ่อยในห้องเรียนและข้อสอบเข้า ม.4 โรงเรียนชั้นนำเท่านั้น แต่ยังเป็นรากฐานสำคัญสำหรับการเรียนคณิตศาสตร์ในระดับ ม.ปลาย เช่น แคลคูลัส เรขาคณิตวิเคราะห์ อีกด้วย
บทความนี้สรุปเนื้อหาเรื่อง สมการเชิงเส้นสองตัวแปร ม.ต้น อย่างครบถ้วนทุกแง่มุม ตั้งแต่นิยาม ทฤษฎี วิธีแก้ระบบสมการ จนถึงเทคนิคการทำ โจทย์ปัญหาระบบสมการ พร้อมเฉลยขั้นตอนอย่างละเอียด
สมัครเรียนคอร์สคณิตศาสตร์ ม.ต้น : ระบบสมการ อสมการและกราฟ กับ OnDemand
ทำความเข้าใจพื้นฐาน ระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปร คืออะไร?
ก่อนที่เราจะไปดูวิธีแก้โจทย์ เราต้องเข้าใจนิยามของสมการแต่ละชนิดกันก่อน
สมการเชิงเส้นสองตัวแปร (Linear Equation in Two Variables)
สมการเชิงเส้นสองตัวแปร คือ สมการที่มีตัวแปร 2 ตัว (เช่น x และ y) โดยที่ดีกรี (กำลัง) ของตัวแปรแต่ละตัวเป็น 1 และไม่มีการคูณกันของตัวแปร
รูปทั่วไปของสมการเชิงเส้นสองตัวแปร คือ:
Ax + By + C = 0เมื่อ A, B, C เป็นจำนวนจริงใดๆ โดยที่ A และ B ไม่เป็นศูนย์พร้อมกัน
นอกจากนี้ยังสามารถเขียนในรูปมาตรฐาน (Standard Form) หรือ รูปฟังก์ชันเชิงเส้น ได้เป็น:
y = mx + cเมื่อ m คือ ความชัน (Slope) และ c คือ ระยะตัดแกน Y (Y-intercept)
ระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปร (System of Linear Equations in Two Variables)
ระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปร หมายถึง ชุดของสมการเชิงเส้นสองตัวแปรตั้งแต่ 2 สมการขึ้นไป โดยที่เราต้องการหาค่าของตัวแปร x และ y ที่สอดคล้องและทำให้สมการทุกสมการในชุดนั้นเป็นจริงพร้อมกัน
รูปทั่วไปของระบบสมการ 2 สมการ คือ:
\begin{cases} a_1x + b_1y = c_1 \\ a_2x + b_2y = c_2 \end{cases}โดยที่ a_1, b_1, c_1, a_2, b_2, c_2 เป็นค่าคงที่ และค่าคำตอบของระบบสมการมักเขียนอยู่ในรูปคู่อันดับ (x, y)
ลักษณะคำตอบของระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปร
เมื่อเรานำสมการเชิงเส้นสองตัวแปรทั้งสองไปเขียนกราฟเส้นตรงบนระนาบพิกัดฉาก (X-Y Plane) คำตอบของระบบสมการจะตรงกับ “จุดตัด” ของเส้นตรงทั้งสองเส้น ซึ่งสามารถแบ่งลักษณะคำตอบออกเป็น 3 กรณี ดังนี้:
- มีคำตอบเดียว (Single Solution / Unique Solution): เกิดขึ้นเมื่อเส้นตรงทั้งสองมีความชันไม่เท่ากัน (m_1 \neq m_2) ทำให้เส้นตรงตัดกันที่จุดเดียว คู่อันดับ (x, y) จุดนั้นคือคำตอบเดียวของระบบสมการ
- ไม่มีคำตอบ (No Solution): เกิดขึ้นเมื่อเส้นตรงทั้งสองขนานกัน มีความชันเท่ากัน (m_1 = m_2) แต่ระยะตัดแกน Y ไม่เท่ากัน (c_1 \neq c_2) เส้นตรงจึงไม่ตัดกันเลย
- มีคำตอบมากมายไม่จำกัด (Infinitely Many Solutions): เกิดขึ้นเมื่อเส้นตรงทั้งสองทับกันสนิท นั่นคือ มีความชันเท่ากัน (m_1 = m_2) และมีระยะตัดแกน Y เท่ากัน (c_1 = c_2) ทำให้ทุกๆ จุดบนเส้นตรงเป็นคำตอบของระบบสมการ
วิธีแก้ระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปรอย่างละเอียด
ในการทำข้อสอบ ม.ต้น มี วิธีแก้ระบบสมการ ที่สำคัญและต้องใช้อย่างคล่องแคล่วอยู่ 2 วิธีหลัก และวิธีทางทฤษฎีกราฟอีก 1 วิธี:
วิธีที่ 1: การกำจัดตัวแปร (Elimination Method)
การกำจัดตัวแปร เป็นวิธีที่นิยมที่สุดเพราะรวดเร็วและลดโอกาสผิดพลาดในการคำนวณเศษส่วน ขั้นตอนการทำมีดังนี้:
- เลือกตัวแปรที่ต้องการกำจัด (x หรือ y)
- ปรับสัมประสิทธิ์ของตัวแปรนั้นในทั้งสองสมการให้มีค่าสัมบูรณ์เท่ากัน โดยการคูณตัวเลขที่เหมาะสมตลอดสมการ
- นำสมการทั้งสองมาบวกหรือลบกัน:
- ถ้าสัมประสิทธิ์มีเครื่องหมายเหมือนกัน ให้นำสมการมาลบกัน
- ถ้าสัมประสิทธิ์มีเครื่องหมายตรงข้ามกัน ให้นำสมการมาบวกกัน
- แก้สมการตัวแปรเดียวที่เหลืออยู่เพื่อหาค่าตัวแปรแรก
- นำค่าตัวแปรที่ได้ไปแทนในสมการใดสมการหนึ่งเพื่อหาค่าตัวแปรอีกตัว
วิธีที่ 2: การแทนค่า (Substitution Method)
การแทนค่า เหมาะสำหรับกรณีที่มีสมการใดสมการหนึ่งจัดรูปตัวแปรเดี่ยวไว้แล้ว หรือสัมประสิทธิ์หน้าตัวแปรเป็น 1 หรือ -1 ขั้นตอนมีดังนี้:
- เลือกสมการที่ง่ายที่สุด แล้วจัดรูปให้อยู่ในเทอมของตัวแปรใดตัวแปรหนึ่ง เช่น จัดให้เป็น x = … หรือ y = …
- นำนิพจน์ที่ได้ไปแทนค่าในตัวแปรนั้นของอีกสมการหนึ่ง
- แก้สมการตัวแปรเดียวที่ได้
- นำค่าที่ได้กลับไปแทนเพื่อหาค่าตัวแปรอีกตัว
วิธีที่ 3: การใช้กราฟ (Graphical Method)
เขียนกราฟของทั้งสองสมการลงบนกระดาษกราฟ แล้วสังเกตพิกัด (x, y) จุดที่กราฟตัดกัน ซึ่งเป็นวิธีที่เหมาะสำหรับการทำความเข้าใจเชิงแนวคิดหรือเมื่อโจทย์สั่งให้วาดกราฟ
เปรียบเทียบวิธีการแก้ระบบสมการแต่ละรูปแบบ
วิธีการแก้ | จุดเด่น / ข้อดี | สถานการณ์ที่ควรใช้ |
|---|---|---|
การกำจัดตัวแปร | คำนวณไว ไม่ติดเศษส่วนซับซ้อน โอกาสผิดพลาดต่ำ | เมื่อสัมประสิทธิ์ของตัวแปรมีตัวคูณร่วม หรือมีตัวเลขพร้อมปรับให้เท่ากันได้ง่าย |
การแทนค่า | ตรงไปตรงมา ไม่ต้องหา ค.ร.น. ของสัมประสิทธิ์ | เมื่อมีตัวแปรตัวใดตัวหนึ่งมีสัมประสิทธิ์เป็น 1 หรือ -1 (เช่น x + 2y = 5) |
การใช้กราฟ | เห็นภาพเชิงเรขาคณิตชัดเจน เข้าใจลักษณะคำตอบง่าย | ใช้ในการวิเคราะห์เชิงทฤษฎี หรือเมื่อโจทย์กำหนดกราฟมาให้ |
ตัวอย่างโจทย์ระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปร พร้อมเฉลยอย่างละเอียด
ตัวอย่างที่ 1: การแก้ระบบสมการด้วยวิธี การกำจัดตัวแปร
โจทย์: จงหาคำตอบของ ระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปร ต่อไปนี้
(1) 2x + 3y = 13
(2) 5x – 3y = 1
เฉลยอย่างละเอียด:
สังเกตว่าสัมประสิทธิ์หน้าตัวแปร y ในสมการ (1) คือ +3 และในสมการ (2) คือ -3 ซึ่งมีขนาดเท่ากันแต่เครื่องหมายตรงข้ามกัน
ขั้นตอนที่ 1: นำสมการ (1) และ (2) มาบวกกันเพื่อกำจัดตัวแปร y
(2x + 3y) + (5x – 3y) = 13 + 17x = 14x = \frac{14}{7} = 2ขั้นตอนที่ 2: นำค่า x = 2 ไปแทนค่าในสมการ (1)
2(2) + 3y = 134 + 3y = 133y = 13 – 43y = 9y = 3คำตอบ: คำตอบของระบบสมการคือ (x, y) = (2, 3)
ตัวอย่างที่ 2: การแก้ระบบสมการด้วยวิธี การแทนค่า
โจทย์: จงหาคำตอบของระบบสมการต่อไปนี้
(1) x – y = 2
(2) 3x + 2y = 16
เฉลยอย่างละเอียด:
ขั้นตอนที่ 1: จัดรูปสมการ (1) เพื่อให้อยู่ในรูป x = …
จาก (1): x = y + 2 —– ให้เป็นสมการ (3)
ขั้นตอนที่ 2: นำ x = y + 2 ไปแทนค่าลงในสมการ (2)
3(y + 2) + 2y = 163y + 6 + 2y = 165y + 6 = 165y = 10y = 2ขั้นตอนที่ 3: นำ y = 2 ไปแทนค่าในสมการ (3)
x = 2 + 2 = 4
ตัวอย่างที่ 3: โจทย์ปัญหาระบบสมการ เชิงประยุกต์
โจทย์: บัตรคอนเสิร์ตแห่งหนึ่งมี 2 ราคา คือ บัตรผู้ใหญ่และบัตรเด็ก ถ้าขายบัตรผู้ใหญ่ 3 ใบ และบัตรเด็ก 5 ใบ รวมเป็นเงิน 1,100 บาท แต่ถ้าขายบัตรผู้ใหญ่ 4 ใบ และบัตรเด็ก 2 ใบ รวมเป็นเงิน 1,000 บาท จงหาราคาบัตรผู้ใหญ่และบัตรเด็กอย่างละกี่บาท
เฉลยอย่างละเอียด:
ขั้นตอนที่ 1: กำหนดตัวแปร
- ให้ x เป็นราคาบัตรผู้ใหญ่ (บาท)
- ให้ y เป็นราคาบัตรเด็ก (บาท)
ขั้นตอนที่ 2: สร้างระบบสมการจากเงื่อนไขโจทย์
เงื่อนไขแรก: บัตรผู้ใหญ่ 3 ใบ บัตรเด็ก 5 ใบ รวม 1,100 บาท
(1) 3x + 5y = 1100
เงื่อนไขสอง: บัตรผู้ใหญ่ 4 ใบ บัตรเด็ก 2 ใบ รวม 1,000 บาท
(2) 4x + 2y = 1000
ขั้นตอนที่ 3: แก้ระบบสมการโดย การกำจัดตัวแปร
ปรับสัมประสิทธิ์หน้าตัวแปร y ให้เท่ากับ 10 โดยคูณสมการ:
นำสมการ (1) \times 2: 6x + 10y = 2200 —– (3)
นำสมการ (2) \times 5: 20x + 10y = 5000 —– (4)
นำสมการ (4) – สมการ (3):
(20x – 6x) + (10y – 10y) = 5000 – 220014x = 2800x = \frac{2800}{14} = 200นำ x = 200 ไปแทนค่าในสมการ (2):
4(200) + 2y = 1000800 + 2y = 10002y = 200y = 100คำตอบ: บัตรผู้ใหญ่ราคาใบละ 200 บาท และบัตรเด็กราคาใบละ 100 บาท
สรุปเทคนิคการทำข้อสอบเกี่ยวกับโจทย์ปัญหา
ข้อสอบเรื่อง สมการเชิงเส้นสองตัวแปร ม.ต้น มักจะมาในรูปแบบโจทย์ปัญหา เพื่อให้การแก้โจทย์รวดเร็วและถูกต้อง ให้น้องๆ ใช้ขั้นตอน 4 ขั้นตอนหลักนี้:
- อ่านโจทย์และควานหาคำถาม: ดูว่าโจทย์ต้องการหาอะไร แล้วตั้งสิ่งนั้นเป็นตัวแปร x และ y
- ถอดข้อความภาษาไทยเป็นสมการคณิตศาสตร์: มองหาคำเชื่อม เช่น “รวมกันได้” (+), “ต่างกันอยู่” (-), “เป็น…เท่าของ” (\times) เพื่อสร้างเป็น 2 สมการ
- เลือกวิธีคำนวณที่เหมาะสม: หากสัมประสิทธิ์ง่ายต่อการคูณ ให้ใช้ การกำจัดตัวแปร แต่ถ้าตัวแปรลอยโดดๆ ให้ใช้ การแทนค่า
- ตรวจคำตอบเสมอ: เมื่อได้ค่า x และ y ให้นำกลับไปแทนค่าในโจทย์เพื่อดูว่าสมเหตุสมผลหรือไม่
สอบถามรายละเอียดคอร์สเรียนเพิ่มเติม
- Add Line : Ondemand Education
- โทรศัพท์ : 02-251-9456 (08.00-20.00)
คำถามที่พบบ่อย (FAQs)
Q: รู้ได้อย่างไรว่าเมื่อไรระบบสมการจะไม่มีคำตอบ?
A: เมื่อเราดำเนินการแก้สมการ แล้วได้ผลลัพธ์ที่เป็นเท็จ เช่น 0 = 5 หรือ 0 = -2 แสดงว่าเส้นตรงทั้งสองขนานกัน ทำให้ระบบสมการนั้นไม่มีคำตอบ
Q: รู้ได้อย่างไรว่าเมื่อไรระบบสมการจะมีคำตอบมากมายไม่จำกัด?
A: เมื่อเราดำเนินการแก้สมการ แล้วได้ผลลัพธ์ที่เป็นจริงเสมอ เช่น 0 = 0 แสดงว่าทั้งสองสมการคือเส้นตรงเดียวกันที่ทับกันสนิท ทำให้มีคำตอบมากมายไม่จำกัด
Q: ระหว่างการแทนค่าและการกำจัดตัวแปร ควรใช้วิธีไหนในการทำข้อสอบ?
A: โดยทั่วไปแนะนำให้ใช้ การกำจัดตัวแปร เป็นหลัก เพราะลดขั้นตอนการจัดการเศษส่วน แต่หากสมการอยู่ในรูป x = … หรือ y = … อยู่แล้ว การใช้ การแทนค่า จะรวดเร็วกว่ามาก

ทีมวิชาการและแนะแนวการศึกษา OnDemand | OnDemand Academic & Career Advisory Team
ทีมพี่ ๆ ติวเตอร์ที่มีความเชี่ยวชาญด้านวิทย์-คณิต และการเตรียมสอบ TCAS (TGAT, TPAT, A-Level) ประสบการณ์กว่า 18 ปี พร้อมดูแลน้อง ๆ ในสไตล์แบบ “”พี่สอนน้อง”” ที่เน้นความเข้าใจจริง เทคนิคทำโจทย์แม่นยำ เป็นพาร์ตเนอร์ทางการศึกษาที่น่าเชื่อถือของน้อง ๆ และผู้ปกครอง


