李建華
方程(組)是刻畫現(xiàn)實(shí)世界有效的數(shù)學(xué)模型,作為“方程家族”中的一員,二元一次方程(組)延伸和拓展了一元一次方程所學(xué)過的知識(shí),在現(xiàn)實(shí)生活中有著廣泛的應(yīng)用,也是中考數(shù)學(xué)試題中的“??汀?。在本章的學(xué)習(xí)過程中,我們不妨從中考的典型問題出發(fā),抓住“消元”為主線,銘記“轉(zhuǎn)化”是關(guān)鍵,以不變應(yīng)萬變,從而解決問題。接下來,就開始我們的探索之旅吧!
一、二元一次方程組的解法
例1 (2020·廣西玉林)解方程組:[x-3y=-2,2x+y=3。]
【分析】觀察方程組未知數(shù)的特征,不難發(fā)現(xiàn)兩種解題思路:(1)用代入消元法,注意方程組中第1個(gè)方程中未知數(shù)x的系數(shù)為1,可用含y的代數(shù)式表示x,代入第2個(gè)方程消去x,得到一個(gè)關(guān)于未知數(shù)y的一元一次方程,從而可解;(2)用加減消元法,在第2個(gè)方程的兩邊同時(shí)乘3,與第1個(gè)方程相加,可以消去未知數(shù)y,得到一個(gè)含有未知數(shù)x的一元一次方程,從而可解。
解:(解法1)[x-3y=-2,①2x+y=3。? ? ? ②]
由①,得x=3y-2,③
把③代入②,得2(3y-2)+y=3,
解這個(gè)一元一次方程,得y=1,
把y=1代入③,得x=1,
所以原方程組的解為[x=1,y=1。]
(解法2)[x-3y=-2,①2x+y=3。? ? ? ②]
①+②×3,得7x=7,
解得x=1,
把x=1代入①,得y=1,
所以原方程組的解為[x=1,y=1。]
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了二元一次方程組的常見解法(代入消元法與加減消元法),兩種方法都可以達(dá)到“消元”的目的,轉(zhuǎn)化為一元一次方程求解。我們?cè)诮膺@類問題時(shí),應(yīng)仔細(xì)觀察,注意方程的特征,靈活運(yùn)用所學(xué)方法消去未知數(shù),以達(dá)到簡(jiǎn)化運(yùn)算的目的。
例2 (2020·江蘇南京)已知x、y滿足方程組[x+3y=-1,2x+y=3,]則x+y的值為 。
【分析】[x+3y=-1,①2x+y=3。? ? ? ②]? ①+②×2得5x+5y=5,兩邊同除以5即可求得x+y=1。故答案為1。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了二元一次方程組的解法。除了利用常規(guī)解法,我們還可以根據(jù)方程組的特點(diǎn),利用“整體思想”來解決本題,這也恰是本題的考查目的。
二、用二元一次方程(組)解決問題
例3 (2020·湖北黃石)我國(guó)傳統(tǒng)數(shù)學(xué)名著《九章算術(shù)》記載:“今有牛五、羊二,直金十九兩;牛二、羊五,直金十六兩。問牛、羊各直金幾何?”譯文:“假設(shè)有5頭牛、2只羊,值19兩銀子;2頭牛、5只羊,值16兩銀子。問每頭牛、每只羊分別值銀子多少兩?”根據(jù)以上譯文,提出以下兩個(gè)問題:
(1)求每頭牛、每只羊各值多少兩銀子?
(2)若某商人準(zhǔn)備用19兩銀子買牛和羊(要求既有牛也有羊,且銀兩須全部用完),請(qǐng)問商人有幾種購(gòu)買方法?列出所有的可能。
【分析】(1)設(shè)每頭牛值x兩銀子,每只羊值y兩銀子,根據(jù)“5頭牛、2只羊,值19兩銀子;2頭牛、5只羊,值16兩銀子”,即可得出關(guān)于x、y的二元一次方程組,解之即可得出結(jié)論;
(2)可設(shè)購(gòu)買a頭牛,b只羊,根據(jù)買牛和羊用19兩銀子(要求既有牛也有羊,且銀兩須全部用完),列出方程,再根據(jù)求二元一次方程的整數(shù)解即可求解。
解:(1)設(shè)每頭牛值x兩銀子,每只羊值y兩銀子。
根據(jù)題意,得[5x+2y=19,2x+5y=16,]解得[x=3,y=2。]
答:每頭牛值3兩銀子,每只羊值2兩銀子。
(2)設(shè)購(gòu)買a頭牛,b只羊。
依題意有3a+2b=19,b=[19-3a2]。
因?yàn)閍、b都是正整數(shù),所以,商人有3種購(gòu)買方法:①購(gòu)買1頭牛,8只羊;②購(gòu)買3頭牛,5只羊;③購(gòu)買5頭牛,2只羊。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了二元一次方程(組)的應(yīng)用,找出問題中的相等關(guān)系,正確列出二元一次方程(組)是解題的關(guān)鍵。本題源自數(shù)學(xué)名著《九章算術(shù)》,而在我國(guó)其他數(shù)學(xué)著作中也有很多關(guān)于二元一次方程(組)的應(yīng)用問題,同學(xué)們可以查閱相關(guān)材料,了解我國(guó)古人對(duì)數(shù)學(xué)文化的貢獻(xiàn)。
三、一次方程組的綜合運(yùn)用
例4 (2020·江蘇揚(yáng)州)閱讀感悟:
有些關(guān)于方程組的問題,欲求的結(jié)果不是每一個(gè)未知數(shù)的值,而是關(guān)于未知數(shù)的代數(shù)式的值,如以下問題:
已知實(shí)數(shù)x、y滿足3x-y=5①,2x+3y=7②,求x-4y和7x+5y的值。
本題常規(guī)思路是將①②兩式聯(lián)立組成方程組,解得x、y的值再代入欲求值的代數(shù)式得到答案,常規(guī)思路運(yùn)算量比較大。其實(shí),仔細(xì)觀察兩個(gè)方程未知數(shù)的系數(shù)之間的關(guān)系,本題還可以通過適當(dāng)變形整體求得代數(shù)式的值,如由①-②可得x-4y=-2,由①+②×2可得7x+5y=19。這樣的解題思想就是通常所說的“整體思想”。
解決問題:
(1)已知二元一次方程組[2x+y=7,x+2y=8,]則x-y=,x+y=;
(2)某班級(jí)組織活動(dòng)購(gòu)買小獎(jiǎng)品,買20支鉛筆、3塊橡皮、2本日記本共需32元,買39支鉛筆、5塊橡皮、3本日記本共需58元,則購(gòu)買5支鉛筆、5塊橡皮、5本日記本共需多少元?
(3)對(duì)于實(shí)數(shù)x、y,定義新運(yùn)算:x*y=ax+by+c,其中a、b、c是常數(shù),等式右邊是通常的加法和乘法運(yùn)算。已知3*5=15,4*7=28,那么1*1=。
【分析】(1)由[2x+y=7,①x+2y=8,②]利用①-②可得出x-y的值,利用(①+②)÷3可得出x+y的值;
(2)設(shè)鉛筆的單價(jià)為m元,橡皮的單價(jià)為n元,日記本的單價(jià)為p元,根據(jù)“買20支鉛筆、3塊橡皮、2本日記本共需32元,買39支鉛筆、5塊橡皮、3本日記本共需58元”,即可得出關(guān)于m,n,p的三元一次方程組,可得m+n+p的值,再乘5即可求出結(jié)論;
(3)根據(jù)新運(yùn)算的定義可得出關(guān)于a,b,c的三元一次方程組,可得出a+b+c的值,即1*1的值。
解:(1)[2x+y=7,①x+2y=8,②]
由①-②,得x-y=-1,
由(①+②)÷3,得x+y=5。
故答案為-1,5。
(2)設(shè)鉛筆的單價(jià)為m元,橡皮的單價(jià)為n元,日記本的單價(jià)為p元,
根據(jù)題意,得[20m+3n+2p=32,①39m+5n+3p=58,②]
由2×①-②,可得m+n+p=6,
∴5m+5n+5p=5×6=30。
答:購(gòu)買5支鉛筆、5塊橡皮、5本日記本共需30元。
(3)根據(jù)題意,得[3a+5b+c=15,①4a+7b+c=28,②]
由3×①-2×②,得a+b+c=-11,
即1*1=-11。
故答案為-11。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了一次方程組的綜合應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是運(yùn)用“整體思想”求解。本題的第(3)問要利用新定義列出方程組,為解決問題增加了難度,但萬變不離其宗,同學(xué)們只要緊緊抓住問題的本質(zhì),選對(duì)解法,便能以不變應(yīng)萬變。
(作者單位:江蘇省鹽城市毓龍路實(shí)驗(yàn)學(xué)校)