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二元一次聯立方程式 | 七下數學 | 認識畫圖法 (上)

這篇文章將帶著各位認識國中七年級下學期會學到的內容:二元一次聯立方程式。並且會和各位介紹它的其中一種解法,也就是畫圖

前言

大家好!歡迎各位進入這篇文章,在這篇文章中,將帶著各位認識七年級下學期數學至關重要的一環:二元一次聯立方程式。這一單元的內容,不但在七年級會用到,到了八年級的各單元也總是會需要使用這個技巧,來解決各式各樣的題目。

國中的課程中,每一單元都息息相關,若是有一單元不熟悉,甚至會牽動到所有的課程。讓我們來認識二元一次聯立方程式吧!

先備知識

有一些重要的知識,必須要了解,否則若在未能理解這些先備知識的情況下就開始學習,必然不會有好的成效。

未知數

要進入解方程式的階段,必須要了解的就是未知數的概念,也就是國小時課本常以一個符號代替一個未知的數字,在國中階段通常以 $x$、$y$ 等英文字母來作為未知數。

方程式

解方程式前,首先要認識方程式,方程式是一個含有未知數的等式,其中必須包括的元素為 未知數等號

並且,其中未知數的數量以 表示,其最高次數以 表示,例如一個有 $x$ 和 $y$ 組成,且方程式中未知數的最高次數為 1 的方程式會被稱為二元一次方程式。

例如:

$x^2+x+1=0$ 是一個一元二次方程式

$x^2+y+z=999$ 是一個三元二次方程式

定義

二元一次方程式,根據它的名稱可知,是由兩個未知數所組成,並且最高次數為一次的方程式。

例如:$x+y=5$ 是一個二元一次方程式。

而二元一次聯立方程式,即為數個二元一次方程式的組合,例如:

\[\left\{ \begin{array}{c} x+y=2 \\ x-y=0 \end{array} \right.\]

並且二元一次聯立方程式的解為兩個方程式共同的解,例如上面這個方程式的解是 $x=1$ $y=1$,可以表達為 $(x, y)=(1, 1)$ ,並且這組解若代入到兩個方程式內都會成立等式。

解法

二元一次聯立方程式有三種常用的解法,並且其中以 代入消去法加減消去法 最適合在解題時使用。礙於篇幅過長,因此將代入消去法與加減消去法放在下集講解,請前往下集閱讀。

畫圖法

以這組二元一次方程式作為例子:

\[\left\{ \begin{array}{c} x+y=3 \\ x-y=1 \end{array} \right.\]

將兩個方程式分別在直角坐標內畫出:

此時,兩條直線的交點之x座標與y座標便會是此聯立方程式的解 $x=2$ $y=1$ 。

使用這種方法,同時也可以判斷方程式的解的情形(一組解、無限多組解或無解),例如:

\[\left\{ \begin{array}{c} x+y=3 \\ x+y=1 \end{array} \right.\]

這組方程式的圖形為:

由於兩條直線平行,沒有交點,因此可判斷為無解

而這組方程式:

\[\left\{ \begin{array}{c} x+y=3 \\ x-3=-y \end{array} \right.\]

畫為圖形後,會發現兩條方程式圖形直線是重疊在一起的:

因此,直線上的任何一個點都可以作為方程式的解,因此有無限多組解。

重點整理

這邊為各位整理這篇文章的重點

畫圖法

  • 將兩個二元一次方程式的圖形繪於同一張直角座標圖
  • 情況1:若兩條直線有交點,則該聯立方程式的解為焦點的x座標與y座標
  • 情況2:若兩條直線沒有焦點,則該聯立方程式無解。
  • 情況3:若兩條直線完全重疊,則該聯立方程式有無限多組解,任何位於該直線上的點皆為其解。

結論

這篇文章介紹了二元一次聯立方程式的相關知識與其定義,並指導各位以畫圖法解二元一次聯立方程式,下集的文章將會介紹二元一次聯立方程式的 代入消去法加減消去法 ,是非常重要的技巧,請務必前往閱讀哦!

本文由作者按照 CC BY 4.0 進行授權

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二元一次聯立方程式 | 七下數學 | 認識代入消去法、加減消去法 (下)