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用消元法解两个一次方程

两个方程、两个未知数,看起来像没有起点的谜题,直到你知道该先消掉哪个字母。

本页内容
  1. 为什么消元法行得通?
  2. 步骤
  3. 例题详解
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 下一步

用消元法解两个一次方程,就是让某个字母在两个方程里的系数一样大,然后把两个方程相加或相减,使这个字母消失。你会得到只含一个未知数的方程,这个你已经会解。

联立方程(simultaneous equations)常出现在 Extended 风格的代数题,也会出现在应用题和图表题。这一课是联立关系的第一种方法,与代入法互相搭配。

为什么消元法行得通?

每个方程都是关于同一对数字的真命题。把两个真命题相加,或用一个减去另一个,结果仍然是真命题。所以我们可以用某种方式组合方程,让一个字母被抵消。

唯一需要的技巧是选好组合方式:先让一对系数大小相同,再决定用加还是用减。

步骤

  1. 给方程编号 (1) 和 (2),并把字母按列对齐。
  2. 选一个要消掉的字母,挑系数最容易变成相同的那个。
  3. 把每个方程乘以一个整数,使所选字母的系数大小相同。要乘每一项,包括等号右边。
  4. 符号相反就相加,符号相同就相减。
  5. 解只含一个字母的方程。
  6. 代回原来的方程,求另一个字母。
  7. 检查另一个原方程。

例题详解

解:2x + 3y = 13 (1) 和 5x − 2y = 4 (2)

第一步,选 y。 系数是 3 和 −2。3 和 2 的最小公倍数是 6,所以目标是 +6y 和 −6y。

第二步,相乘。 (1) × 2 得 4x + 6y = 26。(2) × 3 得 15x − 6y = 12。

第三步,相加,因为 +6y 和 −6y 符号相反:19x = 38,所以 x = 2。

第四步,代入 x = 2 到 (1):4 + 3y = 13,所以 3y = 9,y = 3。

第五步,检查 (2):5(2) − 2(3) = 10 − 6 = 4,与右边相符。

答案:x = 2,y = 3。

要留意的错误

最常见的失误是只乘左边,忘了乘右边。

错误做法: (1) × 2 得 4x + 6y = 13,(2) × 3 得 15x − 6y = 12。相加得 19x = 25。

学生把 2x 和 3y 加倍了,却保留 13 不变,所以新方程不再成立。

改正的办法是把方程看成一个天平:一边怎么做,另一边也怎么做,所以 13 要变成 26。一个好习惯是从乘数画箭头指向每一项,包括右边的数字。

自我检测

先在纸上做,再打开答案核对。

1. 解 x + y = 11 和 x − y = 3。

查看答案

y 项符号相反,所以相加:2x = 14,x = 7。再由 7 + y = 11 得 y = 4。检查:7 − 4 = 3,相符。

x = 7,y = 4

2. 解 3x + 4y = 18 和 3x + y = 9。

查看答案

x 项符号相同,所以用 (1) 减 (2):3y = 9,y = 3。再由 3x + 3 = 9 得 x = 2。检查 (1):6 + 12 = 18,相符。

x = 2,y = 3

3. 解 2x + 5y = 1 和 3x + 2y = −4。

查看答案

消 x。(1) × 3 得 6x + 15y = 3。(2) × 2 得 6x + 4y = −8。相减:11y = 11,y = 1。再由 2x + 5 = 1 得 x = −2。检查 (2):3(−2) + 2 = −4,相符。

x = −2,y = 1

下一步

如果其中一个方程已经把某个字母单独列出,代入法通常更快。之后可以在在情境中解读交点里看答案的意义,再用联立关系练习题组检测。无计算器运算训练能帮你检查运算步骤。

有些学生能看懂例题的每一行,但一换题目、符号一变就卡住。这正是我们的老师在数学线上一对一补习中会留意的模式。

常见问题

什么时候用加法,什么时候用减法?

看你想消掉的那一项。如果符号相反,例如 +6y 和 −6y,就把两个方程相加。如果符号相同,例如 +4x 和 +4x,就把一个方程减去另一个。把运算写在该行旁边,避免忘记。

一定要先消 x 吗?

不用。任何一个字母都可以先消,最后得到的答案相同。选乘数较小或系数(coefficient)本来就相同的那个字母,数字会保持较小,算错的机会也少。

怎么知道我的答案对不对?

把两个值代入原来的方程,最好是没有用来求第二个字母的那一个。如果两边相等,答案就对。这一步只要十秒钟,却能在丢分之前抓出大多数符号和乘数错误。

更新于:

下一步

如果消元法在课堂上做得出来,一换符号就乱,一对一的老师可以逐行检查你的步骤,指出符号或乘数在哪里出了问题。

一小时付费试听课,按所安排老师确认的收费,RM80 起。 其他费用、时间安排及后续课程,在试听课后由家长与老师直接确认。

补习由家长或监护人安排。用 WhatsApp 把这页发给他们,他们就可以替你咨询。

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