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大家好!我们之前学习了如何解二元一次方程组。今天,我们要换个角度,从图形上来看看方程组的解到底是什么意思,以及它和直线有什么关系!还记得吗?像 y 等于 2x 加 1 这样的二元一次方程,它的所有解在平面直角坐标系中描出来,会形成一条漂亮的直线。这条直线上的每一个点,都代表方程的一个解。
那如果把两个二元一次方程放在一起,组成一个方程组呢?比如这个方程组:y等于2x加1,y等于负x加4。解这个方程组,就是要找到一个点,它同时满足这两个方程。在图形上,这意味着我们要找一个点,它既在第一条直线上,又在第二条直线上。这样的点,就是这两条直线的交点!所以,解二元一次方程组,在图形上就是找对应两条直线的交点。交点的坐标就是方程组的解。
既然解方程组就是找交点,那两条直线在平面上会有几种位置关系呢?不同的位置关系,对应着方程组不同数量的解。第一种情况,也是最常见的情况:两条直线相交于一点。这意味着方程组有唯一一个解,就是这个交点的坐标。比如我们刚才看到的例子,y等于2x加1和y等于负x加4,它们相交于点(1,3),所以方程组的解就是x等于1,y等于3。
第二种情况:两条直线互相平行。平行线永远不会相交。既然没有交点,就意味着没有点能同时满足这两个方程。所以,当对应的两条直线平行时,方程组无解。比如这个例子,y等于2x加1和y等于2x减2,它们的斜率都是2,但截距不同,所以它们是平行的两条直线,没有交点,因此方程组无解。
第三种情况:两条直线完全重合。这通常是因为方程组中的两个方程实际上是同一个方程的变形。当直线重合时,直线上的每一个点都是它们的'交点'。这意味着有无数个点同时满足这两个方程。所以,当对应的两条直线重合时,方程组有无数个解。比如这个例子,y等于2x加1和2y等于4x加2,第二个方程两边同除以2后,就变成了y等于2x加1,与第一个方程完全相同。总结一下:通过观察二元一次方程组对应的两条直线的图形,我们可以直观地判断方程组解的数量:相交有一解,平行无解,重合有无数解。