整体思想在解二元一次方程组中的应用

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整体思想在解二元一次方程组中的应用求解一元二次方程时,用代入消元法或是加减消元法,将二元消元为一元。

在运用消元法时,对于有些问题,不是从局部着手,而是从大处着眼,从整体上观察,探求解题途径,这种数学思想方法叫整体探求思想,在《二元一次方程组》中,体现这种思想方法的地方很多.在平常遇到方程组求解时,先从全局观察,再动手求解,可以在一定程度上训练我们“大处着眼,小处着手”的战略眼光,对今后高中数学学习,以至工作中都会有所帮助。

例1 已知x 、y 满足方程组则x -y 的值为________.分析:观察题目特点,我们发现可以把原来的两个方程相减,就能够得到所要求的结果. 解:把原来的两个方程相减得:,故,答案应该填写1.点评:本题是把x -y 作为一个整体来处理,解答起来要比解这个方程组,求出x 、y 的值,再带入x -y 计算求值省时,快速,简便.例2 解方程组⎩⎨⎧=+=+②①.2196,823y x y x分析 此题应抓住6x 是3x 的2倍,利用方程①的3x =8-2y ,从而整体代入方程②,经消元求解,使解法简洁.解 由①,得3x =8-2y . ③把③代入②,得2(8-2y )+9y =21.∴ y =1.把y =1代入③,得3x =8-2.∴x =2,∴⎩⎨⎧==.1,2y x练习:1.解方程组⎩⎨⎧=+=+531542153y x y x分析:方程组中的系数成倍数关系,适宜把①中的整体代入②,先求出x 的值,再求出y 的值.解:由①得5y =21-3x ③把③代入②,得4x +3(21-3x )=534x +63-9x =53,-5x =-10 x =2把x =2代入③,得5y =21-6 y =3∴原方程组的解是⎩⎨⎧==32y x⎩⎨⎧=+=+,42,52y x y x 1y x =-2.解方程组5613 7+18 1. x y x y +=⎧⎨=-⎩,①②解:由①,得6135y x =-,将其代入②,得7+3(13-5)1x x =-,解得5x =.把5x =代入③,得61355y =-⨯,解得2y =-.所以原方程组的解为52x y =⎧⎨=-⎩. 例3 解方程组⎩⎨⎧=+=+②①.3112137,3273721y x y x分析 此题数字较大,直接运用代入法或加减法,都会遇到复杂的计算,且容易出错.仔细观察各未知数的系数,第一个方程组的x ,y 的系数,刚好是第二个方程中y 和x 的系数,故可采用整体相加减,使系数绝对值变小,得到一个新的简易的方程.解 ①+②,得58x +58y =638.即x +y =11. ③②-①,得16x -16y =-16,即x -y =-1. ④③+④,得2x =10,∴ x =5.③-④,得2y =12,∴ y =6.∴ ⎩⎨⎧==.6,5y x 例4 解方程组7 233()17. 23x y x y x y x y +-⎧+=⎪⎪⎨+-⎪+=⎪⎩,①②分析:本题直接解方程组比较复杂,观察方程组中方程的特点,如果把2x y +,3x y -看成整体,先求出它们的值,计算量会较小,也不容易出错。

为此,我们先把方程变得简单. 设2x y +=A ,3x y -=B ,则原方程组化为7 317. A B A B +=⎧⎨+=⎩,解得52.A B =⎧⎨=⎩, 即52 2.3x y x y +⎧=⎪⎪⎨-⎪=⎪⎩,,整理,得106.x y x y +=⎧⎨-=⎩,解得82.x y =⎧⎨=⎩,练习:1.解方程组⎩⎨⎧=+=+11541378y x y x分析:方程组中x 、y 的系数和相等,可以把两式相加减解:①+②得12x +12y =24,即x +y =2 ③①-②得4x +2y =2,即2x +y =1 ④④-③得x =-1,把x =-1代入③得y =3∴原方程组的解是⎩⎨⎧=-=31y x2.解方程组201220132013?,201320122012?.x y x y +=⎧⎨+=⎩①②分析:两方程中未知数的系数较大,若采用通常的消元法计算量很大,观察方程组的形式,可发现系数有轮换、对称的特点,且和相等,因此可采用整体相加或相减的办法,化简系数,寻找隐含的x 、y 的关系.解:①+②,化简得:x + y = 1 ③,①-②,化简得: x -y = -1 ④,③+④,化简得:x =0,把x =0代入③得y =1.所以原方程组的解为0,1.x y =⎧⎨=⎩3.已知方程组 则x +y 的值等于______________.分析:本题可用“代入法”或“加减法”求得x 、y 的值,但细心观察②×2+①,可发现x 、y 上的系数相同.因此可不求x 、y 的值而利用整体思想直接解得x +y 的值.解: ②×2+①,得10x +10y =45,所以x +y =4.5.4.解方程组 分析:从形式上看这个方程组比较复杂,应先将每一个方程都进行化简,化成二元一6833,26.x y x y +=⎧⎨+=⎩①②()()⎪⎩⎪⎨⎧=-++=--+162143y x y x y x y x次方程组的一般形式,然后再选择代入法或加减法。

但是通过观察可以发现,两个未知数出现的形式只有(x +y )和(x -y )两种,可以把它们分别看成一个整体,利用换元法解。

解:设a =x +y ,b =x -y原方程化为解得 所以, 解得5.解方程组分析:方程组中的系数成整数倍,②可以通过变形构造出x -y ,且x -y 的系数互为相反数,可以把两式相互加减解:由②得4(x +y )+3(x -y )=15 ③,①+③得x +y =3 ④,把④代入①,得x -y =1 ⑤④+⑤得x =2,④-⑤得y =1∴原方程组的解是例5 如果关于m 、n 的二元一次方程组(Ⅰ)⎩⎨⎧=+=+152163bn m an m 的解是⎩⎨⎧==.1,7n m 请你用合理的方法求关于x ,y 的二元一次方程组(Ⅱ)3()()162()()15x y a x y x y b x y ++-=⎧⎨-+-=⎩的解. 分析 通过观察后发现方程组(Ⅰ)和(Ⅱ)中对应的系数分别相等,若把(Ⅱ)中的x +y 和x -y 分别看成整体,可知x +y 和x -y 的值分别与m ,n 的值相等,从而求得方程组的解.解 把方程组(Ⅱ)中的x +y 和x -y 分别看成整体,根据方程组(Ⅰ)的解是⎩⎨⎧==.1,7n m 可得⎩⎨⎧=-=+1,7y x y x ∴⎩⎨⎧==3,4y x⎪⎩⎪⎨⎧=+=-162143b a b a ⎪⎩⎪⎨⎧==135b a ⎪⎩⎪⎨⎧=-=+135y x y x ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==3134y x ⎩⎨⎧+=++=--+yx y x y x y x 3153)(43)(3)(2⎩⎨⎧==12y x例6 已知方程组373,4104.x y z x y z ++=⎧⎨++=⎩①②求x +y +z 的值.分析:本题是一个三元一次方程组,依据条件不能分别求出x 、y 、z 的值,因此可探究方程中每项未知数系数的特点,从整体上考虑解决的办法.解:①×3,②×2,得92139,22028.x y z x y z ++=⎧⎨++=⎩①②③-④得 x + y + z = 1 .练习1.已知5x +4y =9,且3x +8y =11.求代数式2x +3y 的值;2.已知a -2b =5,求15—3a +6b 的值.分析:1.中两个方程没有联立方程组,不易观察,可联立方程组利用整体思想探寻特征巧妙解题.2.中可对所求代数式进行变形,整体代入.解:1.联立方程组,得5493811.x y x y +=⎧⎨+=⎩①,②①+②,得8x +12y =20化简得2x +3y =5.故代数式2x +3y 的值为5.2.原式=15-(3a -6b )=15-3(a -2b ),由a -2b =5,所以原式=15-3×5=0.3. 如果2x +3y +z =130,3x +5y +z =180,求z y x yx +++2的值.解:将x +2y 、x +y +z 看作整体,已知条件变形为⎩⎨⎧=++++=++++180)()2(2130)()2(z y x y x z y x y x 解得⎩⎨⎧=++=+80502z y x y x 则z y x y x +++2=85例7 有A 、B 两种型号的U 盘,其中2个A 型U 盘与3个B 型U 盘最多可存储60GB 的信息,5个A 型U 盘与6个B 型U 盘最多可存储150GB 的信息,求3个A 型U 盘与5个B 型U 盘最多可存储多少GB 的信息?分析:本题可根据题意设未知数列方程组,在解方程组的过程中发现解决问题的办法. 解: 设1个A 型U 盘最多可存储x GB 的信息, 1个B 型U 盘最多可存储y GB 的信息,根据题意得2360,56150.x y x y +=⎧⎨+=⎩①②①×7-②,得9x +15y =270,化简得3x +5y =90.故3个A 型U 盘与5个B 型U 盘最多可存储90GB 的信息.例8 有甲、乙、丙三种货物,若买甲5件,乙2件,丙4件,一共需80元;若买甲3件,乙6件,丙4件,一共需144元,现在需购买甲、乙、丙各一件共需多少元?分析:本题可根据题意设未知数列三元一次方程组,但由题中条件只能找到两种等量关系,因此不可能一一求得三个未知数的值,需考虑整体代入探求结果.解: 设购买一件甲需x 元,一件乙需y 元,一件需丙z 元,根据题意得52480,364144.x y z x y z ++=⎧⎨++=⎩①② ①+②,得8x +8y +8z =224,所以x +y +z =28.故购买甲、乙、丙各一件共需28元.练习:1.有甲、乙、丙三种商品,如果购甲3件、乙2件,丙1件共需315元钱,购甲1件、乙2件、丙3件共需285元钱,那么购甲、乙、丙三种商品各一件共需 元钱.分析:我们可以通过设元,构建三元一次方程组来解答.设购买甲、乙、丙三种商品分别需要x 元、y 元和z 元,要想求出购甲、乙、丙三种商品各一件共需多少元钱,我们可以运用整体的思想求出x +y +z 的值就可以得到正确答案.解:设购买甲、乙、丙三种商品分别需要x 元、y 元和z 元,那么,根据题意,可以得到:3x +2y +z =315x +2y +3z =285,解得:x +y +z =150.因此,可以填写答案是150元.2.有这样一个问题:今有四数,取其三个而相加,其和分别为22,22,26和20,求此四数各几何?部分学生读不懂题意,但大部分学生是列出了方程组,却不知该如何求解.如果能灵活运用整体思想,此题便能轻松求解.解 若设此四数分别为a ,b ,c ,d ,则根据题意可列出方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=++=++=++=++④③②①.20,26,22,22d c b d c a d b a c b a①+②+③+④,得3(a +b +c +d )=90.∴a +b +c +d =30. ⑤⑤-①,得d =8,⑤-②,得c =8,⑤-③,得b =4,⑤-④,得a =10,∴ 所求的四数分别为10,4,8,8.总之,在解二元一次方程组的有关问题时,“代入法”和“加减法”是解方程常用的方法,有时根据题目的形式特征及方程组系数的特点,采用整体思想,灵活代入或加减,可巧妙求出未知量,达到简单、快捷的效果.但同时也要注意具体问题具体分析,切不可生搬硬套.。