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定理証明済み

a≠0のとき解は一意

内容

a≠0a\neq0 ならば、方程式 ax+b=0ax+b=0 はちょうど1つの解 x=−bax=-\dfrac{b}{a} を持つ。

なぜ正しいのか?

これが方程式を「一次」と呼べる理由である。a が0でない限り、未知数は1つ、答えも常にただ1つで、2つになることも0個になることもない。

証明の概略

存在性。 ax+b=0ax+b=0 の両辺に −b-b を加えても均衡は崩れず、ax=−bax=-b が得られる。a≠0a\neq0 なので両辺を aa で割ることが許され、これも均衡を保ったまま x=−bax=-\dfrac{b}{a} を与える。この値を代入すると a(−ba)+b=−b+b=0a\left(-\dfrac{b}{a}\right)+b=-b+b=0 となり、確かに方程式を満たす——解は存在する。

一意性。 x1x_1、x2x_2 がともに解であるとし、ax1+b=0ax_1+b=0 と ax2+b=0ax_2+b=0 が成り立つとする。2式を引くと bb が消え、ax1−ax2=0a x_1 - a x_2 = 0、すなわち a(x1−x2)=0a(x_1-x_2)=0 となる。a≠0a\neq0 なので、2数の積が0になるのはもう一方の因数が0のときに限られ、x1−x2=0x_1-x_2=0、つまり x1=x2x_1=x_2 が従う。したがって異なる2つの数が同時に解になることはなく、上で求めた解が唯一のものである。

この定理を使うトピック

ステップごとの証明

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