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今天我们来学习二元一次方程组。首先了解什么是二元一次方程:它是含有两个未知数,且未知数的次数都是1的方程。一般形式为ax加by等于c。当我们把两个二元一次方程放在一起,就组成了二元一次方程组。比如这个例子:2x加3y等于7,x减y等于1。这就是一个典型的二元一次方程组。
什么是二元一次方程组的解呢?它是同时满足两个方程的一对未知数的值。从几何角度看,每个二元一次方程都可以表示为坐标平面上的一条直线。比如2x加3y等于7是一条蓝色直线,x减y等于1是一条红色直线。这两条直线的交点坐标就是方程组的解。在这个例子中,交点是(2,1),我们可以验证:2乘以2加3乘以1等于7,2减1等于1,都成立。
代入消元法是解二元一次方程组的重要方法。我们来看具体步骤:首先从方程组中选择一个方程,用一个未知数表示另一个未知数。比如从x减y等于1得到x等于y加1。然后将这个表达式代入另一个方程,得到2倍括号y加1加3y等于7。展开后得到2y加2加3y等于7,合并同类项得到5y等于5,所以y等于1。最后回代到x等于y加1中,得到x等于2。因此方程组的解是x等于2,y等于1。
加减消元法是另一种重要的解法。它的原理是通过方程的加减运算消去一个未知数。我们来看这个例子:3x加2y等于16,5x减2y等于8。观察发现y的系数互为相反数,可以直接相加消去y。将两个方程相加得到8x等于24,所以x等于3。然后将x等于3代入第一个方程,得到9加2y等于16,解得y等于二分之七。因此方程组的解是x等于3,y等于二分之七。
二元一次方程组还有三种特殊情况需要了解。第一种是无解的情况,当两个方程表示的直线平行时,方程组无解。比如2x加3y等于6和4x加6y等于15,它们的系数成比例但常数项不成比例,对应两条平行线。第二种是无穷多解的情况,当两个方程表示同一条直线时,有无穷多解。比如x加2y等于4和2x加4y等于8,实际上是同一个方程。第三种是含分数系数的方程组,我们可以先乘以适当的数将分数化为整数,再用常规方法求解。