陳 超
二元一次方程組是初中代數(shù)的重要組成部分,是中考數(shù)學(xué)的必考知識點。二元一次方程組的解法在中考中的要求是“掌握”,即要求掌握其解法的本質(zhì)規(guī)律,并能解決綜合性較強的或較為困難的問題。而二元一次方程組的解法有“代入消元法”和“加減消元法”,其本質(zhì)是運用消元思想,從而實現(xiàn)“二元”向“一元”的轉(zhuǎn)化。解一個二元一次方程組,既可以運用代入法,也可運用加減法。通過觀察方程組中相同未知項的系數(shù)特征,進而恰當(dāng)?shù)亍跋?,往往能使計算簡便,提高正確率。下面通過幾道例題,希望能幫助同學(xué)們體會到恰當(dāng)“消元”的奧妙。
例1解方程組
【解析】在這個二元一次方程組中,存在一個未知數(shù)系數(shù)為1,故可以選擇對此方程加以變形。用含一個未知數(shù)的代數(shù)式表示另一個未知數(shù),代入到另一個方程中,將二元一次方程轉(zhuǎn)化為一元一次方程,解這個方程,再回代求解另一個未知數(shù),這是用代入法解此方程組;在這個方程組中,存在一個未知數(shù)系數(shù)相同,也可以將兩個方程相減,消去一個未知數(shù),從而把二元一次方程轉(zhuǎn)化為一元一次方程,這是用加減法解此方程組。
解:方法一(代入法)。
由①,得y=12-x。③
將③代入②,得2x+12-x=20。解這個一元一次方程,得x=8。
將x=8代入③,得y=4。
方法二(加減法)。
由②-①,得x=8。
將x=8代入①,得8+y=12,所以y=4。
【點評】從這個方程組中的未知數(shù)系數(shù)的特征看,解此方程組既可以用代入法也可以用加減法。但從兩種解法的具體過程看,很顯然加減法要略顯簡潔。如果在用代入法時先消去的是x,則得2(12-y)+y=20,那么這里就會涉及去括號,顯得更加麻煩,增加了出錯的可能性,故面對此類情況,同學(xué)們要首選加減法。
例2解方程組
【解析】解二元一次方程組的基本思想是消元,當(dāng)某一未知數(shù)的系數(shù)較簡單時(如±1),才可以選擇代入法,否則計算會很繁瑣。本題選擇加減法。
解:①×4,得12x+20y=100。③
②×3,得12x+9y=45。④
③-④,得11y=55,所以y=5。
將y=5代入①,得3x+5×5=25,所以x=0。
【點評】用加減法解這個方程組,既可以消去x,也可以消去y,首選消去要乘的倍數(shù)少的未知數(shù)。
例3解方程組
【解析】通過觀察這個方程組中的未知數(shù)系數(shù)的特征,可以得出解此方程組用加減法較簡單,但不論消去哪個未知數(shù)都需要對兩個方程進行變形。若消去x,則會涉及減法,符號變化較多,容易出錯;若消去y,則只涉及加法,符號變化較少,所以選擇消去y,計算時出錯的可能性較小。
解:①×3,得15x+18y=48。③
②×2,得14x-18y=10。④
③+④,得29x=58,所以x=2。
將x=2代入①,得5×2+6y=16,所以y=1。
【點評】當(dāng)解方程組時,在確定用加減法之后,若存在兩個方程中相同未知數(shù)系數(shù)的符號相反,一般選擇用“加法”消去這個未知數(shù)。
例4解方程組
【解析】本題常規(guī)解法是先化簡,再消元,雖能達到目的,但不是明智之舉。觀察發(fā)現(xiàn)方程①與方程②中有相同的代數(shù)式4x+3y,所以把方程②代入①中,從而得到關(guān)于x的一元一次方程,求出x的值,進而求出y的值,則顯得更簡潔。
解:將②代入①,得2x+3×1=5,所以x=1。
將x=1代入②,得4×1+3y=1,所以y=-1。
【點評】解方程組時,有時可根據(jù)題目的特點把某一部分看成一個整體,將這個整體看成未知項,并消去它,從而達到簡化運算的目的。當(dāng)然不是所有的題目都能像本題一樣,直接整體代入,有時必須通過仔細觀察,抓住方程組的特點,先將它適當(dāng)?shù)刈冃?,然后再整體消元。
例5已知方程組的解滿足x+y=3,求k的值。
【解析】本題表面上看是一個二元一次方程組和一個二元一次方程的問題,其本質(zhì)上是一個“三元”問題,所以解決此類問題可以從不同層次觀察和不同角度思考:其一是常規(guī)解法,即直接解關(guān)于x、y的方程組,再將方程組的解代入到x+y=3中,得到關(guān)于k的一元一次方程,進而求出k的值;其二是重構(gòu)二元一次方程組,求出x、y的具體數(shù)值,再代入到另一個方程中求出k的值;其三是先消去一個未知數(shù),構(gòu)建一個含有k的二元一次方程組,解這個方程組;其四是仔細觀察題目的特點,可以將方程組中的兩個方程的左、右兩邊分別相加,然后將x+y=3整體代入,就可以了。
解:方法一:
解這個一元一次方程,得k=8。
方法二:
將2x+y=1與x+y=3聯(lián)立,
得-2+2×5=k,所以k=8。
方法三:
由x+y=3,得y=3-x。④
將④分別代入①、②,
所以k=8。
方法四:
①+②,得3x+3y=k+1,
則3(x +y)=k+1。④
將x+y=3代入④,得3×3=k+1,所以k=8。
【點評】解決此類問題,無非這幾種方法,不論采取哪種方法解題,同學(xué)們要注意的是:不僅要觀察方程組中相同字母系數(shù)的特征,而且還要根據(jù)解題的需要,觀察將方程組中的兩個方程的左、右兩邊分別相加或相減后未知數(shù)系數(shù)的特點??傊氈掠^察,恰當(dāng)消元,往往會“輕而易舉”地把問題解決了。就本題而言,方法四就顯得十分簡潔。