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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)

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兩種解法,也就是代入消去法與加減消去法!

前言

這一篇文章接續了上一篇文章,繼續介紹解二元一次聯立方程式的方法。介紹了代入消去法與加減消去法兩種解法,並舉例進行解析。

解法

除了上一篇文章介紹的畫圖法外,最主要的兩個解是 代入消去法加減消去法

代入消去法

接下來要介紹的是第二種解法,也是較為常見的解法,也就是代入消去法。

根據這個名稱,各位可以先猜猜看,這種方法究竟是如何解聯立方程式的?

(A) 將一個方程式進行代入,並將另一個方程式消去,以簡化題目,得到方程式的解

(B) 將一個方程式轉換為 未知數 = 算式 的形式,並代入到另一個方程式,得到方程式的解

選對了嗎?答案是 (B)!

首先,要先和各位補充一點。在解方程式時,為了方便標示方程式,我們通常會賦予每個方程式一個編號,以這樣的形式標記:

\[\left\{ \begin{array}{c} x+y=3 \cdots \cdots(1) \\ x-4=y \cdots \cdots(2) \end{array} \right.\]

在這個方程式中,若要使用代入消去法,我們可以將第一式 $(1)$ 的 $y$ 進行移項,化為 $x=3-y$ ,並且將此項定義為第三式 $(3)$ 。

\[x=3-y \cdots \cdots(3)\]

並且,可以將第三式 $(3)$ 代入第二式 $(2)$ ,得 $3-y-4=y$ ,並可化簡為 $2y=-1$ ,最終得到 $y=-\frac{1}{2}$ 。

之後,我們將 $y=-\frac{1}{2}$ 這個解再次代入任何一個式子,即可解出 $x=3\frac{1}{2}$ 。

算式整理:

\[\begin{aligned} & \left\{ \begin{array}{c} x+y=3 \cdots \cdots(1) \\ x-4=y \cdots \cdots(2) \\ \end{array} \right.\\ & (2)\Rightarrow x=3-y\cdots \cdots(3) \\ & (3) \text{代入} (2)\Rightarrow 3-y-4=y \\ & \Rightarrow 2y=-1 \\ & \Rightarrow y=-\frac{1}{2} \text{代入} (1)\Rightarrow x-4=-\frac{1}{2} \\ & \Rightarrow x=3\frac{1}{2} \end{aligned}\]

加減消去法

加減消去法也是一種二元一次方程式的解法,顧名思義可以通過兩個式子的加減來進行解聯立方程式的動作。

同樣舉一個二元一次聯立方程式的例子:

\[\left\{ \begin{array}{c} x+y=4 \cdots \cdots(1) \\ x-y=2 \cdots \cdots(2) \end{array} \right.\]

這兩個方程式中,通過觀察我們可以發現,若將兩個式子相加,可以將 $y$ 項消掉:

\[(1)+(2) \Rightarrow 2x=6\]

此時,我們得知了 $x=3$ ,並且可以將我們所得到的這個解代入 $(1)$ 或 $(2)$ 任何一個方程式,得到 $y=1$ 。

算式整理:

\[\begin{aligned} & \left\{ \begin{array}{c} x+y=4 \cdots \cdots(1) \\ x-y=2 \cdots \cdots(2) \end{array} \right.\\ & (1)+(2)\Rightarrow 2x=6 \\ & \Rightarrow x=3 \text{代入}(1)\Rightarrow 3+y=4 \\ & \Rightarrow y=1 \end{aligned}\]

若兩個式子的無法直接進行加減消去:

\[\left\{ \begin{array}{c} 2x+y=6 \cdots \cdots(1) \\ x-2y=-2 \cdots \cdots(2) \end{array} \right.\]

此時,我們可以將第二式 $(2)$ 乘以2後再減去第一式 $(1)$:

\[\begin{aligned} & (2)*2-(1) \\ & \Rightarrow -5y=-10 \\ & \Rightarrow y=2 \end{aligned}\]

由此可知, $y=2$ ,而我們可以將這個解代入任何一個方程式中得到 $x$ 的解為2。

算式整理:

\[\begin{aligned} & \left\{ \begin{array}{c} 2x+y=6 \cdots \cdots(1) \\ x-2y=-2 \cdots \cdots(2) \end{array} \right.\\ & (2)*2-(1) \\ & \Rightarrow -5y=-10 \\ & \Rightarrow y=2 \text{代入} (1)\Rightarrow 2x+2=6 \\ & 2x=4 \Rightarrow x=2 \end{aligned}\]

重點整理

以下整理這篇文章中的重點給各位:

代入消去法

  1. 將其中一個式子整理為 未知數 = 算式 的形式
  2. 將整理完的式子代入到另一個式子中,得到其中一個未知數的解
  3. 將得到的解代入原先的聯立方程式中的其中一個方程式,得到另一個未知數的解

加減消去法

  1. 若可直接進行加減消去,則直接將兩算式相加或相減 (若無法直接進行,則先將兩個算式進行乘除的處理後加減消去)
  2. 將得到的解代入原先的聯立方程式中任何一個,得到另一個未知數的解

結論

這篇文章介紹了二元一次聯立方程式的兩種解法, 代入消去法加減消去法 。期望對各位的國中課程有幫助,謝謝您的閱讀!

本文由作者按照 CC BY 4.0 進行授權

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