知识背景
我国古代名著《孙子算经》里有一道流传千年的趣题——鸡兔同笼:"今有雉兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问雉兔各几何?"古人发明了脑洞大开的"抬脚法":让所有动物抬起两只脚,地上还剩 只脚,全是兔子的,所以兔有 12 只、鸡有 23 只。
巧法虽妙,却不通用。设两个未知数、列两个方程,就得到二元一次方程组——它不靠灵光一闪,而是提供了一条人人可走的大路。"设未知数、找等量关系"的方程思想,正是代数的核心力量。
知识讲解
二元一次方程与方程组
含有两个未知数,且含未知数的项的次数都是 1 的整式方程,叫做二元一次方程;两个二元一次方程合在一起,就组成二元一次方程组。使方程组中每个方程都成立的一组未知数的值,叫做方程组的解。
例如 有无数组解,但与 联立成方程组后,解通常就唯一了。
代入消元法
基本思路:消元——把"二元"化为"一元"。①从一个方程中,把一个未知数用另一个未知数表示出来(如由 得 );②代入另一个方程,化为一元一次方程,求出一个未知数;③回代,求出另一个未知数。当某个未知数的系数是 1 或 时,代入法最方便。
加减消元法
当两个方程中某个未知数的系数相等或互为相反数时,把两个方程相加或相减,直接消去这个未知数。若系数不等,可先给方程两边同乘适当的数"制造"相同系数。
代入法与加减法殊途同归,核心都是消元:同系数相减、反系数相加;系数简单用代入,系数整齐用加减。
用方程组解应用题的一般步骤:审(找等量关系)→ 设(两个未知数)→ 列(两个方程)→ 解(消元求解)→ 验(是否符合实际)→ 答。
经典例题
解方程组:
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第一个方程已把 用 表示,直接代入第二个方程:
回代:。所以方程组的解为 。检验: ✅。
解方程组:
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两个方程中 的系数相同,两式相减消去 :
代入 得 ,。所以解为 。易错:相减时第二个方程的每一项都要变号,,别算成 。
笼中鸡兔共 35 个头、94 只脚,求鸡、兔各几只。
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设鸡 只、兔 只。头的总数与脚的总数是两个等量关系:
第一式两边乘 2 得 ,与第二式相减:,,回代得 。所以鸡 23 只、兔 12 只——与古人的"抬脚法"结果一致,但方程组的方法适用于一切同类问题。
难点与易错点
- 加减消元忘变号:两式相减时,减数方程的每一项都要变号,这是本章第一大失分点。
- 代入后漏乘:把 代入 时要写成 ,括号不能丢。
- 只求出一个未知数就收工:方程组的解是一对值,必须回代求出另一个未知数,结果用大括号合写。
- 应用题不检验:解出"人数为 "之类不合实际的结果,要回头检查列式。
生活中的应用
- 购物结算:两种商品各买若干件、知道两次的总价,就能列方程组求单价。
- 配料与行程:奶茶店按比例调配原料,顺流逆流、相遇追及,都是方程组模型。
生活应用题 · 西湖景区门票
周末小杭一家去灵隐飞来峰景区。第一批 2 名成人和 1 名学生共付 115 元,第二批 1 名成人和 3 名学生共付 120 元。求成人票和学生票的单价。
分步解:
- 设成人票 元、学生票 元,由两批付款列方程组:
- 第二式两边乘 2 得 ,与第一式相减:,。
- 回代第一式:,。检验: ✅, ✅。成人票 45 元,学生票 25 元。
考点
- 基础:判断二元一次方程(组)及其解、解简单方程组
- 计算题:代入消元与加减消元,中考必考的送分题,务必稳拿
- 含参题:已知解的特征(如 )求参数的值
- 应用题:票价、购物、行程、配套问题,列方程组求解
中考真题
解方程组:
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两方程中 的系数互为相反数,两式相加:,。代入第一式:,。所以解为 。
某学校组织学生赴亚运场馆研学,若每辆车坐 45 人,则有 15 人没有座位;若每辆车坐 50 人,则恰好空出一辆车。求车辆数与学生人数。
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设有 辆车、学生 人:
由两式得 ,解得 ,,即 13 辆车、600 名学生。检验: ✅,恰好空出一辆车。