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EP07. “System of Linear Equations 解线性方程组”

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约 4 分钟· #EP07#Excel#Solver
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  • 这篇不用 Solver,改用矩阵函数 MINVERSE(求逆矩阵)+ MMULT(矩阵相乘)解一组线性方程组
  • 把方程组写成矩阵形式 AX = B,只要求出 A 的逆矩阵,再乘上 B,就能直接解出 X
  • 前置知识是数组公式(Ctrl + Shift + Enter)的基本操作
  • 学完能用两个函数解开传统上要手算消元的方程组

重点内容


适用版本

桌面版通用(Excel 365 / 2021 / 2019 等);Excel 365/2021 支持数组自动溢出(spilling),不用手动按数组公式快捷键。


旧版本还是 365/2021 写法,怎么选

版本输入方式备注
旧版本(2019 及以前)输入公式后按 Ctrl + Shift + Enter结果只填在当初选中的范围内
Excel 365 / 2021输入公式后直接按 Enter结果自动溢出(spilling)铺满对应范围

示例方程组

5x + 1y + 8z = 46
4x - 2y = 12
6x + 7y + 4z = 50

写成矩阵形式就是 AX = B,解法是 X = A⁻¹B(前提是 A 的逆矩阵存在)。


第一步:用 MINVERSE 求逆矩阵

  1. 选中范围 B6:D8
  2. 输入 MINVERSE 函数,参数填入系数矩阵 A 的范围
  3. Ctrl + Shift + Enter 确认(数组公式)

[截图:MINVERSE 算出的逆矩阵结果]


第二步:用 MMULT 求解

  1. 选中范围 G6:G8
  2. 输入 MMULT 函数,把上一步的逆矩阵乘上 B 那一列
  3. Ctrl + Shift + Enter 确认

第三步:合并成一条公式

把 MINVERSE 和 MMULT 合并写进同一条公式里,同样选中 G6:G8,按 Ctrl + Shift + Enter 确认。


Excel 365 / 2021 的简化写法

在 G6 输入合并公式后,直接按 Enter 就好,不用按数组公式快捷键——结果会自动「溢出(spilling)」铺满 G6:G8。

[截图:MMULT 合并公式算出的 x、y、z 最终解]


学完你会

  • ✅ 把线性方程组写成矩阵形式 AX = B,用 MINVERSE 求出逆矩阵
  • ✅ 用 MMULT 把逆矩阵乘上 B,直接解出方程组的答案
  • ✅ 按 Excel 版本选对输入方式,旧版本要按 Ctrl + Shift + Enter

常见错误

  • 忘记用 Ctrl + Shift + Enter 确认数组公式(旧版本),结果只算出一个值而不是整组解
  • 数组公式算出来的结果想单独删除某一格,报错——必须选中整个范围才能删除
  • 系数矩阵 A 本身不可逆(行列式为 0)却硬套公式,MINVERSE 会返回错误值

Sources

Blog / Website:

  1. System of Linear Equations