【摘要】二元一次方程組是初中數學中非常重要的知識,很多問題的解答都會涉及二元一次方程組.本文在問題化學習的視角下,就二元一次方程組的解法進行探究,具體將從單變量代入消元、整體代入消元、加減消單變量元和加減消整體元四個方面進行討論,以對二元一次方程組的解法進行突破.
【關鍵詞】二元一次方程組;初中數學;解題技巧
問題化學習是學生主動學習的一種形式,可以完全調動學生的自覺性,是一種高效的學習模式.二元一次方程組是初中乃至高中都非常重要的知識,應用非常的廣泛,而解二元一次方程組的關鍵是消元.基于此,本文在問題化學習視角下探究二元一次方程組的解法,下面將從代入消元和加減消元展開例談.根據實際情況,代入消元又分為單變量代入消元和整體代入消元,加減消元也分成單變量消元和整體消元,下面具體討論.
1 代入消元
解二元一次方程組的核心是消元,而消元的主要方法之一是代入消元.消元方法的選擇主要是看方程組的結構形狀,根據結構形狀,代入消元可以分為單變量代入消元和整體代入消元.
1.1 單變量代入消元
顧名思義,單變量代入消元就是根據方程組把一個變量用另外一個變量表示,代入另外一個方程,以達到消元的目的.主要是針對可以由方程組中的一個方程簡單、快速將一個變量由另外一個變量表示出來.
例1 解方程組:x-2y=62x+5y=7.
解 由x-2y=6,
得x=6+2y.
將x=6+2y代入2x+5y=7,
得26+2y+5y=7,
整理得9y=-5,
解得y=-59.
再將y=-59代入x=6+2y,
解得x=6+2×-59=449.
所以方程組x-2y=62x+5y=7的解為x=-59y=449.
評注 根據方程組的特征,由x-2y=6可以簡單地將變量x用y表示出來,所以采用了單變量代入消元法.整個解答步驟可以總結歸納為:一是觀察所要解的二元一次方程組,確定用單變量代入法簡答;二是選擇一個方程,快速將一個變量由另一個變量表示;三是將表示出來的變量代入另外一個方程,求出一個變量的值;四是將前面求出的變量值代入第二步,求出另一個變量.
1.2 整體代入消元
這種方法針對的是二元一次方程組中,兩個方程中有一個變量的系數相等,或者成倍數關系.根據兩個方程的情況,以一個方程為準,將另外一個變量的系數也配成一樣,然后整體代入,可以求出剩余一個變量的值.
例2 解方程組:x+y=75x+3y=31.
解 由x+y=7兩邊同時乘以3,
得3x+3y=21.
由5x+3y=31配方,
得2x+3x+3y=31,
將3x+3y=21整體代入,
得2x+21=31,整理解得x=5.
將x=5代入x+y=7,
得y=2.
所以方程組x+y=75x+3y=31的解為x=5y=2.
評注 題目雖然沒有一個變量對應系數相等,但是方程x+y=7的兩個變量的系數都是1,可以視為與5x+3y=31的對應系數成倍數關系,所以選擇采用整體代入消元法.這種方法的解題步驟為:一是觀察方程組是否存在對應項系數相等,或成倍數關系;二是在有一個變量系數相等或成倍數的前提下,以另一個變量系數小的方程為基準方程,把另外一個方程進行分解(或配方),得出與基準方程一致的項;三是將一致的項進行整體代換,把剩下的變量求出;四是把求出的變量回代,求出另外一個變量.
2 加減消元
加減消元也是解二元一次方程組常用方法,根據方程組的結構特征,依然可以分為加減單變量消元和加減整體消元.
2.1 加減單變量消元
這種方法主要針對的是方程組中,其中一個變量的系數相等或成倍數關系.如果系數相等,則兩式相加(減)就可以消掉一個變量;若系數成倍數關系,則將系數小的乘以倍數變成一樣,再進行加減消元.
例3 解方程組:0.5x+0.8y=-0.20.5x-0.8y=6.2.
解 因為兩個方程中y前面的系數互為相反數,則兩式相加得x=6.
將x=6代入0.5x+0.8y=-0.2,
得3+0.8y=-0.2,
解得y=-4.
所以方程組0.5x+0.8y=-0.20.5x-0.8y=6.2的解為:x=6y=-4.
評注 方程組中,兩個方程的y前面的系數為-1倍的關系,所以選擇了加減消單變量元法.一般的解題步驟為:一是觀察方程組,看是否存在其中一個變量的系數相等或成倍數關系;二是存在方程組中一個變量的系數相等,則兩式相減.一個變量的系數互為相反數,則兩式相加.若系數成倍數關系,將系數小的方程兩邊同時乘以倍數,再進行加減;三是進行加減消元后,得到的方程只有一個變量,解方程求出這個變量;四是將求出的變量進行回代,求出另外一個變量.
2.2 加減消整體元
這種方法依然主要針對的是方程組中,其中一個變量的系數相等或成倍數關系.在其中一個變量系數相同的情況下,以另一個變量系數小的為基準,把系數大的進行分解,分離出與基準一致后進行加減.
例4 解方程組:3x-6y=11x+3y=2.
解 由3x-6y=11,
得5x-2x+6y=11.
又由x+3y=2,
得2x+6y=4.
則由5x-2x+6y=11與2x+6y=4相加,
得5x=15,解得x=3.
將x=3代入x+3y=2,
解得y=-13.
所以方程組3x-6y=11x+3y=2的解為x=3y=-13.
評注 方程組中,兩個方程中的x和y前面的系數都對應成倍數關系,所以選擇了加減整體消元法.解題的一般步驟與整體代入消元一樣,唯一不同的是前面是代入,這里是加減處理.
3 結語
本文討論了四種不同的解二元一次方程組的方法與技巧,可根據實際情況進行處理.還有兩種特殊情況需要說明:一是方程組無解,即消元后得到的方程與變量無關,并且等式不成立,如1=0;二是方程組有無數組解,即兩個方程對應各項的系數都成同一個倍數.
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