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二元一次方程组是含有两个未知数的两个一次方程组成的方程组。它的标准形式是ax加by等于c1,dx加ey等于c2。例如,2x加3y等于7,x减y等于1,就是一个二元一次方程组。从几何角度看,每个方程代表平面上的一条直线,方程组的解就是两条直线的交点坐标。
代入消元法是求解二元一次方程组的基本方法。具体步骤是:首先从一个方程中解出一个未知数,然后代入另一个方程,求解得到一个未知数的值,再回代求另一个未知数,最后验证答案。让我们通过例题来演示:对于方程组2x加3y等于7,x减y等于1。我们从第二个方程解出x等于y加1,代入第一个方程得到2倍括号y加1加3y等于7,化简得5y等于5,所以y等于1。回代得x等于2。验证:2乘2加3乘1等于7,2减1等于1,答案正确。
加减消元法是另一种重要的求解方法。它的原理是通过适当的倍数使某个未知数的系数相等或相反,然后相加或相减消除该未知数。让我们看两个例题。第一个例题:3x加2y等于16,3x减y等于7。我们发现x的系数都是3,可以直接相减消除x,得到3y等于9,所以y等于3。代入求得x等于十分之三。第二个例题需要先变形:2x加3y等于7,4x减5y等于1。我们将第一个方程乘以2,得到4x加6y等于14,然后与第二个方程相减,消除x得到11y等于13,所以y等于十一分之十三。
二元一次方程组有三种解的情况。第一种是唯一解,对应两条相交直线,此时两个方程的系数比不相等。例如x加y等于3,2x减y等于0,两直线相交于点(1,2)。第二种是无解,对应两条平行线,此时系数比相等但常数项比不等。例如x加y等于1,2x加2y等于3,化简后发现矛盾。第三种是无穷多解,对应两条重合直线,此时所有系数比都相等。例如x加y等于2,2x加2y等于4,实际上是同一条直线。
在选择求解方法时,我们需要观察方程组的特点。代入消元法适用于某个未知数系数为1或容易解出的情况;加减消元法适用于某个未知数系数相等或成倍数关系的情况。让我们通过一个应用题来练习:某班买了2支钢笔和3支铅笔共花费14元,买了1支钢笔和2支铅笔共花费8元,求单价。设钢笔单价为x元,铅笔单价为y元,建立方程组:2x加3y等于14,x加2y等于8。由于第二个方程中x的系数为1,选择代入消元法。从第二个方程解出x等于8减2y,代入第一个方程得到16减4y加3y等于14,化简得y等于2。回代求得x等于4。答案是钢笔4元,铅笔2元。