สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว ม.ต้น อธิบายครบ และแนวโจทย์ข้อสอบพร้อมเฉลยละเอียด

Key Takeaways:

ระบบสมการ ม.ต้น เป็นพื้นฐานทางพีชคณิตที่สำคัญในการหาค่าของตัวแปรที่ไม่ทราบค่าตั้งแต่ 2 ตัวแปรขึ้นไป ระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปร อยู่ในรูปมาตรฐาน ax + by = e และ cx + dy = f โดยที่ a, b, c, d, e, f เป็นค่าคงตัว วิธีการแก้ระบบสมการ มี 2 วิธีหลัก คือ วิธีกำจัดตัวแปร (Elimination) และ วิธีแทนค่าตัวแปร (Substitution) ลักษณะคำตอบของระบบสมการสามารถมีได้ 3 แบบ: มีคำตอบเดียว (เส้นตรงตัดกัน), ไม่มีคำตอบ (เส้นตรงขนานกัน), และมีคำตอบนับไม่ถ้วน (เส้นตรงทับกัน) การทำ โจทย์ระบบสมการ ม.3 พร้อมเฉลย ช่วยเสริมทักษะการแปลโจทย์ปัญหาเป็นสมการและการตรวจคำตอบเพื่อป้องกันความผิดพลาด

Table of Contents

เรื่อง ระบบสมการ ม.ต้น เป็นหนึ่งในบทเรียนหลักของวิชาคณิตศาสตร์ พีชคณิต ระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น (โดยเฉพาะ ม.3) ซึ่งเป็นหัวข้อสำคัญที่ถูกนำไปใช้สอบเก็บคะแนน สอบกลางภาค สอบปลายภาค รวมถึงการสอบเข้า ม.4 โรงเรียนแข่งขันสูง เช่น กำเนิดวิทย์, มหิดลวิทยานุสรณ์, และเตรียมอุดมศึกษา หัวใจสำคัญของเรื่องนี้คือการเปลี่ยนจาก “สมการตัวแปรเดียว” ไปสู่การประยุกต์ใช้ความสัมพันธ์ของสองตัวแปรเพื่อแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์และชีวิตประจำวัน

สมัครเรียนคอร์สคณิตศาสตร์ ม.ต้น : ระบบสมการ อสมการและกราฟ กับ OnDemand

ทำความเข้าใจ ระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปร รูปแบบและลักษณะคำตอบ

ระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปร คือ ชุดของสมการเชิงเส้นที่มีตัวแปรสองตัวแปรอยู่ร่วมกัน โดยต้องใช้สมการอย่างน้อยสองสมการจึงจะสามารถหาคำตอบที่สอดคล้องกับทั้งสองสมการได้พร้อมกัน

รูปแบบทั่วไปและรูปแบบมาตรฐาน

รูปแบบทั่วไปของ ระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปร สามารถเขียนได้ดังนี้:

a_1x + b_1y = c_1 —— (สมการที่ 1)

a_2x + b_2y = c_2 —— (สมการที่ 2)

โดยที่ x และ y เป็นตัวแปร ส่วน a_1, b_1, c_1, a_2, b_2, c_2 เป็นค่าคงตัว โดยที่ a_1, b_1 ไม่เป็นศูนย์พร้อมกัน และ a_2, b_2 ไม่เป็นศูนย์พร้อมกัน

ลักษณะของคำตอบจากระบบสมการ

เมื่อเรานำสมการทั้งสองไปเขียนกราฟเส้นตรงบนระนาบพิกัดฉาก คำตอบของระบบสมการจะตรงกับจุดตัดของกราฟ ซึ่งแบ่งออกเป็น 3 กรณีดังตารางต่อไปนี้:

ลักษณะของกราฟ

จำนวนคำตอบ

ความสัมพันธ์ของสัมประสิทธิ์

เส้นตรงตัดกัน 1 จุด

มี 1 คำตอบ (x, y)

\frac{a_1}{a_2} \neq \frac{b_1}{b_2}

เส้นตรงขนานกัน

ไม่มีคำตอบ

\frac{a_1}{a_2} = \frac{b_1}{b_2} \neq \frac{c_1}{c_2}

เส้นตรงทับกันพอดี

มีคำตอบมากมายนับไม่ถ้วน

\frac{a_1}{a_2} = \frac{b_1}{b_2} = \frac{c_1}{c_2}

ขั้นตอนและวิธีการ แก้ระบบสมการ อย่างรายละเอียด

การทำข้อสอบเกี่ยวกับ ระบบสมการ ม.ต้น เรานิยมใช้การคำนวณทางพีชคณิตมากกว่าการวาดกราฟ เนื่องจากมีความรวดเร็วและแม่นยำสูงกว่า โดยมี 2 วิธีหลักที่น้องๆ ต้องฝึกให้ชำนาญ ดังนี้

วิธีกำจัดตัวแปร (Elimination Method)

วิธีนี้เป็นวิธีที่นิยมใช้มากที่สุดเมื่อต้องการ แก้ระบบสมการ โดยเฉพาะโจทย์ที่มีสัมประสิทธิ์เป็นตัวเลขลงตัว

  1. จัดสมการทั้งสองให้อยู่ในรูปแบบมาตรฐาน ax + by = c
  2. เลือกตัวแปรที่ต้องการกำจัด (x หรือ y) แล้วทำให้สัมประสิทธิ์หน้าตัวแปรนั้นมีขนาดเท่ากัน โดยการคูณสมการด้วยค่าคงตัวที่เหมาะสม
  3. นำสมการทั้งสองมา บวกกัน (กรณีเครื่องหมายหน้าสัมประสิทธิ์ต่างกัน) หรือ ลบกัน (กรณีเครื่องหมายหน้าสัมประสิทธิ์เหมือนกัน) เพื่อกำจัดตัวแปรนั้นออกไป
  4. แก้สมการตัวแปรเดียวที่เหลือเพื่อหาค่าตัวแปรแรก
  5. นำค่าตัวแปรที่ได้ไปแทนค่าในสมการใดสมการหนึ่งเพื่อหาค่าของอีกตัวแปร

วิธีแทนค่าตัวแปร (Substitution Method)

วิธีนี้เหมาะอย่างยิ่งเมื่อมีสมการหนึ่งที่จัดรูปตัวแปรหนึ่งในรูปของอีกตัวแปรไว้แล้ว หรือสัมประสิทธิ์หน้าตัวแปรใดตัวแปรหนึ่งเป็น 1 หรือ -1

  1. จัดรูปสมการใดสมการหนึ่งให้ตัวแปรหนึ่งอยู่อย่างโดดเดี่ยว เช่น y = mx + n หรือ x = py + q
  2. นำนิพจน์ที่ได้ไปแทนค่าในอีกสมการหนึ่ง (ห้ามแทนกลับในสมการเดิม)
  3. แก้สมการตัวแปรเดียวที่ได้เพื่อหาค่าตัวแปรแรก
  4. นำค่าตัวแปรที่ได้กลับไปแทนค่าเพื่อหาค่าอีกตัวแปร

💡 เคล็ดลับการเลือกวิธี: หากเห็นตัวแปรที่มีสัมประสิทธิ์เป็น 1 เช่น x + 3y = 7 ให้ใช้วิธีแทนค่าโดยจัด x = 7 – 3y จะทำได้รวดเร็วมาก แต่ถ้าสัมประสิทธิ์เป็นตัวเลขหลายตัว เช่น 3x + 4y = 18 และ 5x – 2y = 4 การใช้วิธีกำจัดตัวแปรจะช่วยลดการติดเศษส่วนได้ดีกว่า!

ตะลุย โจทย์ระบบสมการ ม.3 พร้อมเฉลย แสดงวิธีทำทุกขั้นตอน

เพื่อสร้างความมั่นใจในการทำข้อสอบ เรามาร่วมตะลุยแนว โจทย์ระบบสมการ ม.3 พร้อมเฉลย ที่พบบ่อยทั้งโจทย์คำนวณและโจทย์ปัญหากันครับ

ตัวอย่างที่ 1: การแก้ระบบสมการด้วยวิธีกำจัดตัวแปร

โจทย์: จงหาคำตอบของระบบสมการต่อไปนี้

2x + 3y = 13 —— (1)

5x – 2y = 4 —— (2)

วิธีทำ:

  1. ต้องการกำจัดตัวแปร y โดยทำให้สัมประสิทธิ์หน้า y เป็น 6 และ -6
    นำสมการ (1) คูณด้วย 2:
    2 \times (2x + 3y) = 2 \times 13 \implies 4x + 6y = 26 —— (3)
    นำสมการ (2) คูณด้วย 3:
    3 \times (5x – 2y) = 3 \times 4 \implies 15x – 6y = 12 —— (4)
  2. นำสมการ (3) บวกกับ สมการ (4) เพื่อกำจัด y:
    (4x + 6y) + (15x – 6y) = 26 + 12
    19x = 38 \implies x = \frac{38}{19} = 2
  3. นำค่า x = 2 ไปแทนในสมการ (1):
    2(2) + 3y = 13
    4 + 3y = 13 \implies 3y = 13 – 4 = 9 \implies y = 3

คำตอบ: คำตอบของระบบสมการคือ (x, y) = (2, 3)

ตัวอย่างที่ 2: การแก้ระบบสมการด้วยวิธีแทนค่า

โจทย์: จงหาคำตอบของระบบสมการต่อไปนี้

x – 2y = 1 —— (1)

3x + 4y = 23 —— (2)

วิธีทำ:

  1. จากสมการ (1) จัดรูป x ในเทอมของ y:
    x = 1 + 2y —— (3)
  2. นำ x = 1 + 2y ไปแทนค่าในสมการ (2):
    3(1 + 2y) + 4y = 23
    3 + 6y + 4y = 23
    3 + 10y = 23 \implies 10y = 20 \implies y = 2
  3. นำค่า y = 2 ไปแทนในสมการ (3) เพื่อหาค่า x:
    x = 1 + 2(2) = 1 + 4 = 5

คำตอบ: คำตอบของระบบสมการคือ (x, y) = (5, 2)

ตัวอย่างที่ 3: โจทย์ปัญหาจำนวนและราคา

โจทย์: สมชายซื้อปากกาและดินสอรวมกัน 20 แท่ง เป็นเงินทั้งหมด 110 บาท ถ้าปากการาคาแท่งละ 7 บาท และดินสอราคาแท่งละ 4 บาท สมชายซื้อปากกาและดินสออย่างละกี่แท่ง?

วิธีทำ:

  1. กำหนดตัวแปร:
    ให้ x แทน จำนวนปากกา (แท่ง)
    ให้ y แทน จำนวนดินสอ (แท่ง)
  2. สร้างระบบสมการจากเงื่อนไขโจทย์:
    เงื่อนไขจำนวนรวม: x + y = 20 —— (1)
    เงื่อนไขราคารวม: 7x + 4y = 110 —— (2)
  3. แก้ระบบสมการ โดยนำสมการ (1) คูณด้วย 4:
    4x + 4y = 80 —— (3)
  4. นำสมการ (2) ลบด้วย สมการ (3):
    (7x + 4y) – (4x + 4y) = 110 – 80
    3x = 30 \implies x = 10
  5. นำค่า x = 10 แทนในสมการ (1):
    10 + y = 20 \implies y = 10

คำตอบ: สมชายซื้อปากกา 10 แท่ง และซื้อดินสอ 10 แท่ง

ตัวอย่างที่ 4: โจทย์ปัญหาเรขาคณิตและเส้นรอบรูป

โจทย์: รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปหนึ่งมีเส้นรอบรูปยาว 56 เซนติเมตร ถ้าความยาวของรูปสี่เหลี่ยมนี้ยาวกว่าสองเท่าของความกว้างอยู่ 4 เซนติเมตร จงหาความกว้างและความยาวของรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้านี้

วิธีทำ:

  1. กำหนดตัวแปร:
    ให้ x แทน ความยาวของสี่เหลี่ยมผืนผ้า (ซม.)
    ให้ y แทน ความกว้างของสี่เหลี่ยมผืนผ้า (ซม.)
  2. สร้างระบบสมการ:
    สูตรเส้นรอบรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าคือ 2x + 2y = 56 \implies x + y = 28 —— (1)
    เงื่อนไขความยาวกับความกว้าง: x = 2y + 4 —— (2)
  3. ใช้วิธีแทนค่า โดยนำสมการ (2) แทนลงในสมการ (1):
    (2y + 4) + y = 28
    3y + 4 = 28 \implies 3y = 24 \implies y = 8
  4. นำค่า y = 8 ไปแทนในสมการ (2):
    x = 2(8) + 4 = 16 + 4 = 20

คำตอบ: ความกว้างเท่ากับ 8 เซนติเมตร และความยาวเท่ากับ 20 เซนติเมตร

เทคนิคและข้อควรระวังในการทำข้อสอบเรื่อง ระบบสมการ ม.ต้น

การเรียนเนื้อหา ระบบสมการ ม.ต้น ให้ได้คะแนนเต็มในห้องสอบนั้น นอกจากวิธีกระบวนการคิดแล้ว ต้องระมัดระวังข้อผิดพลาดทางคณิตศาสตร์ที่พบบ่อยดังนี้:

  • ระวังเครื่องหมายลบหน้าวงเล็บ: เมื่อนำสมการมาลบกัน เช่น (3x + 2y) – (x – 5y) อย่าลืมกระจายเครื่องหมายลบเข้าไปในวงเล็บ จะได้ 3x + 2y – x + 5y = 2x + 7y ซึ่งเป็นจุดที่นักเรียนทำผิดบ่อยที่สุด
  • การกระจายคูณสมการทั้งสองข้าง: เวลาคูณตัวเลขเพื่อปรับสัมประสิทธิ์ ต้องคูณทุกพจน์รวมถึงฝั่งขวาของเครื่องหมายเท่ากับด้วย เช่น นำ 3 คูณ 2x + y = 5 จะต้องได้ 6x + 3y = 15 ไม่ใช่ 6x + 3y = 5
  • การตรวจคำตอบ (Check Answer): เมื่อคำนวณได้ค่า x และ y แล้ว ควรนำค่าไปแทนใน ทั้งสองสมการเดิม เพื่อให้แน่ใจว่าได้สมการที่เป็นจริงทั้งคู่
  • การแปลโจทย์ปัญหาเป็นสมการ: สังเกตคำสำคัญ เช่น “มากกว่า/น้อยกว่า” หรือ “เป็นกี่เท่า” เพื่อตั้งสมการให้ถูกต้องก่อนเริ่ม แก้ระบบสมการ

สอบถามรายละเอียดคอร์สเรียนเพิ่มเติม

คำถามที่พบบ่อย (FAQs)

Q: จะรู้ได้อย่างไรว่าควรใช้ วิธีกำจัดตัวแปร หรือ วิธีแทนค่าตัวแปร ดีกว่ากัน?

A: หากมีตัวแปรที่มีสัมประสิทธิ์เป็น 1 หรือ -1 การใช้วิธีแทนค่าจะง่ายและเร็วกว่า แต่ถ้าสัมประสิทธิ์หน้าตัวแปรทุกตัวมีค่ามากกว่า 1 การใช้วิธีกำจัดตัวแปรจะช่วยป้องกันการติดเศษส่วนได้ดีกว่าครับ

A: ถ้าคำนวณแล้วได้ประโยคที่เป็นจริงเสมอ เช่น 0 = 0 แสดงว่าระบบสมการนั้นมี คำตอบมากมายนับไม่ถ้วน (กราฟทับกัน) แต่ถ้าได้ประโยคที่เป็นเท็จ เช่น 0 = 5 แสดงว่าระบบสมการนั้น ไม่มีคำตอบ (กราฟขนานกัน)

A: ออกสอบบ่อยมากในทุกสนามสอบครับ โดยมักจะมาในรูปแบบของโจทย์ปัญหาประยุกต์ เช่น โจทย์อัตราเร็ว การเดินทาง โจทย์งาน เวลา โจทย์ผสมสารละลาย และโจทย์อายุ การฝึกทำ โจทย์ระบบสมการ ม.3 พร้อมเฉลย หลากหลายรูปแบบจึงจำเป็นอย่างมาก

A: สมการเชิงเส้นสองตัวแปรสมการเดียวจะมีคำตอบได้มากมายนับไม่ถ้วนที่อยู่บนเส้นตรงนั้น แต่ “ระบบสมการ” คือการนำสมการเชิงเส้นตั้งแต่สองสมการขึ้นไปมาพิจารณาพร้อมกัน เพื่อหาชุดคำตอบ (x, y) เดียวที่สอดคล้องกับทุกสมการในระบบนั้น

เหลือเวลาอีก
วัน
ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

วัน
ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที
เหลือเวลาอีก
ขั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

บัตรติว 100 ที่นั่งสุดท้าย เท่านั้น

วัน
ชั่วโมง

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที
ชั่วโมง
นาที
วัน
ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

พบกับข้อเสนอพิเศษสำหรับลูกค้าเก่า

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

วันนี้เท่านั้น! รับ ID Book ฟรีทันที

ที่สาขาออนดีมานด์

พี่ออนดี้ส่งโมเมนต์สุดพิเศษให้น้อง

ต้อนรับวันวาเลนไทน์

ดีลดี ดีลเดียวก่อนหมดวันแห่งความรัก สมัครเลย

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

โค้งสุดท้ายแล้ว เหลือเวลา

00
ชั่วโมง
00
นาที

ข้อเสนอพิเศษมีเวลา

วัน
ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

00
ชั่วโมง
00
นาที

โค้งสุดท้าย TPAT3 เหลือเวลา

วัน

พี่ออนดีมานด์มีตัวช่วยพิเศษ

00
วัน
00
ชั่วโมง

ข้อเสนอพิเศษมีเวลา

วัน
ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

00
วัน
00
ชั่วโมง
เหลือเวลา
00
วัน
00
ชั่วโมง

เหลือเวลา

00
ชั่วโมง
00
นาที

วันสุดท้ายแล้ว

สิ้นสุดการรอคอย สิทธิพิเศษเฉพาะคุณ TCAS DEK68 เวอร์ชั่นใหม่ มาแล้ว !

นับถอยหลังก่อนสอบเข้าเตรียมอุดม (9 มี.ค. 67)

Days
ส่วนลดสูงสุด 500 บาท
3 ชม สุดท้ายแล้วสมัครคอร์เลย
ส่วนลดสูงสุด 1,000 บาท
รับฟรี! ชุดแนวข้อสอบ TPAT3
วันสุดท้ายแล้ว
สิ้นสุดการรอคอย สิทธิพิเศษเฉพาะคุณ TCAS DEK68 เวอร์ชั่นใหม่ มาแล้ว !
สิ้นสุดการรอคอย สิทธิพิเศษเฉพาะคุณ TCAS DEK68 เวอร์ชั่นใหม่ มาแล้ว !
สิ้นสุดการรอคอย สิทธิพิเศษเฉพาะคุณ TCAS DEK68 เวอร์ชั่นใหม่ มาแล้ว !
โปรสุดท้าย NETSAT
เพื่อน้องมข. อีก 14 วันก่อนสอบ
โปรสุดท้าย เพื่อน้อง TU
อีก 1 เดือน ก่อนสอบ
ด่วน LIVEติว เลข โค้งสุดท้าย
ก่อนสอบเตรียมอุดมฯ