克拉瑪公式

嗯，二元一次方程組的公式解。

你說，阿我國中學的消消消方式很快阿，幹嘛學一個奇奇怪怪的二階行列式以及克拉瑪公式?
還有，二階行列式是什麼?克拉瑪公式的好處是?

Part1 二階行列式

$$\left(\begin{array}{cc}a& b\\ c& d\end{array}\right)$$

這就是一個二階方陣。而這個方陣的「二階行列式」則是用來從這個方陣中計算出一個數值，其計算方式為：

$\mathrm{行}\mathrm{列}\mathrm{式}=ad-bc$

這個計算看起來很簡單，但它背後有著深厚的數學意義。這個數值（行列式）實際上反映了這個方陣相關的幾何屬性，比如說，它可以用來計算向量形成的平行四邊形的面積。

好，會行列式了，那就來看看主題，克拉瑪公式吧!

Part2 克拉瑪公式

最初發明這個公式，主要是因為想要找到一個可以讓二元一次方程組有公式解。
證明在這裡:點我!有興趣可以看一下。

主要的操作:

設方程組

$$L:\{\begin{array}{c}ax+by=c\\ dx+ey=f\end{array}$$
令

$$\Delta =\left(\begin{array}{cc}a& b\\ d& e\end{array}\right),\Delta x=\left(\begin{array}{cc}c& b\\ f& e\end{array}\right),\Delta y=\left(\begin{array}{cc}a& c\\ d& f\end{array}\right)$$

$$if\Delta \ne 0;\mathrm{則}\mathrm{方}\mathrm{程}\mathrm{組}\mathrm{恰}\mathrm{有}\mathrm{一}\mathrm{組}\mathrm{解}x=\frac{\Delta x}{\Delta },y=\frac{\Delta y}{\Delta }$$

$$if\Delta =0;\mathrm{且}\Delta x,\Delta y\mathrm{至}\mathrm{少}\mathrm{一}\mathrm{不}\mathrm{為}0，\mathrm{則}\mathrm{解}\mathrm{為}\varphi$$

$$if\Delta \ne 0;\mathrm{且}\Delta x,\Delta y\mathrm{皆}0\mathrm{為}，\mathrm{則}\mathrm{解}\mathrm{為}\mathrm{\infty }$$

所以，我好好的用消消消，也能解阿，就不用那麼麻煩了對吧?
這時候，克拉瑪的好處慢慢地浮上檯面。

Part2 克拉瑪公式的好處

克拉瑪公式最大的好處就是:機械化!
如果用消消消方式，我們來看code多麼冗(ㄖㄨㄥˇ)長

#include <iostream>

int main() {
    // 方程 1: a1*x + b1*y = c1
    // 方程 2: a2*x + b2*y = c2
    float a1, b1, c1, a2, b2, c2;
    std::cout << "Enter coefficients for the first equation (a1, b1, c1): ";
    std::cin >> a1 >> b1 >> c1;
    std::cout << "Enter coefficients for the second equation (a2, b2, c2): ";
    std::cin >> a2 >> b2 >> c2;

    // 先對第一個方程進行操作使 x 的係數與第二個方程相等
    float factor1 = a2 / a1;
    float new_a1 = a1 * factor1;
    float new_b1 = b1 * factor1;
    float new_c1 = c1 * factor1;

    // 使用第二個方程減去第一個方程的新形式，消去 x
    float reduced_b = b2 - new_b1;
    float reduced_c = c2 - new_c1;

    if (reduced_b == 0) {
        std::cout << "Inf" << std::endl;
        return 0;
    }

    // 從減去後的方程解 y
    float y = reduced_c / reduced_b;

    // 回代到任一個原方程解 x
    float x = (c1 - b1 * y) / a1;

    std::cout << "Solution: x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
    return 0;
}

但是在了解了克拉瑪公式之後，你的公式能夠變為:

#include<iostream>
#include<iomanip>

using namespace std;

int main() {
    int a, b, c, d, e, f;
    cin >> a >> b >> c >> d >> e >> f;
    int dt, dx, dy;
    double x, y;

    dt = a * e - b * d;
    dx = c * e - b * f;
    dy = a * f - c * d;

    if (dt != 0) {
        x = static_cast<double>(dx) / dt; 
        y = static_cast<double>(dy) / dt; 
        cout << fixed << setprecision(2);
        cout << "x=" << x << "\n";
        cout << "y=" << y << "\n";
    } else if (dx == 0 && dy == 0) {
        cout << "Too many" << endl;
    } else {
        cout << "No answer" << endl;
    }
    return 0;
}

這就是差別!