【質問】数学:連立方程式で「①かつ②⇔①かつ③」といった風に①を残さないといけない理由が理解できません

〔質問〕
同値に関して質問です
連立方程式で①かつ②⇔①かつ③といった風に①を残さないといけない理由が色々なサイトを参照してもいまひとつ理由が理解できません。この変形の理由はなぜでしょうか?
〔回答〕
端的に言えば、「1つの文字に集中してしまったために、他の情報が抜け落ちてしまった」ためです。

まず、円と直線のような場合、連立方程式の解(図形的には共有点の座標)に関しては、当然 (x, y) のセットで元の方程式を満たしておく必要があります。
しかし、実際に連立方程式を解く際に(ふつうは)y=ax+b を円の式に代入するわけですが、そのことによって「x のことしか考えていない」ということが起こります。

もし問題が「共有点のx座標は?」だけを聞いているのであれば、代入という行為で事足りますが、
ふつうは無視してしまった y のことも聞かれているでしょうから、そのことを再度考え直す必要がある、というものです。
 
 
他のケースとしても、例えば
3x+2y+5=0
x+2y+1=0
の連立方程式を、差引 2x+4=0 とするのも本当はダメです。

これは「A=0, B=0」⇒「A-B=0」は成り立つものの、逆がダメなためです(A=5, B=5 の場合も A-B=0)が、
このケースも、2式を差し引くという行為によって「=0」という情報が失われてしまい、結果として同値性が崩れている、というものです

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

 
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