2019-2020学年新教材高中数学 第2章 等式与不等式 2.1.3 方程组的解集学案 新人教B版必修第一册

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2.1.3 方程组的解集1.方程组的解集一般地,将多个方程联立, 就能得到方程组.方程组中,由每个方程的解集得到的交集称为这个方程组的解集.2.求方程组解集的依据是等式的性质等,常用的方法是消元法.3.二元一(二)次方程组解集的表示方法为{(x ,y )|(a ,b ),…},其中a ,b 为确定的实数,三元一次方程组解集的表示方法为 {(x, y ,z )|(a ,b ,c ),…},其中a ,b ,c 为确定的实数.1.用代入法解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =1-xx -2y =4时,代入正确的是( )A .x -2-x =4B .x -2-2x =4C .x -2+2x =4D .x -2+x =4C [⎩⎪⎨⎪⎧y =1-x ,①x -2y =4,②把①代入②得,x -2(1-x )=4,去括号得,x -2+2x =4.故选C.]2.已知二元一次方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x +y =7,x +2y =8,解集为( ) A .{(x ,y )|(2,3)} B .{(x ,y )|(3,2)} C .{(x ,y )|(-2,3)}D .{(x ,y )|(-2,-3)}A [⎩⎪⎨⎪⎧2x +y =7,①x +2y =8,②①+②得:3x +3y =15,解得x =2,y =3,解集为{(x ,y )|(2,3)},故选A.] 3.已知A ={(x ,y )|x +y =5},B ={(x ,y )|2x -y =4},则A ∩B =( )A .{(x ,y )|(1,4)}B .{(x ,y )|(2,3)}C .{(x ,y )|(3,2)}D .{(x ,y )|(4,1)}C [根据题意,得⎩⎪⎨⎪⎧x +y =5,2x -y =4,由代入消元法可求得x =3,y =2,故A ∩B ={(x ,y )|(3,2)}. ]4.已知⎩⎪⎨⎪⎧2x +y =7,x +2y =8,那么x -y 的值是________.-1 [两式相减可得结果x -y =-1.]【例1】 (1)⎩⎪⎨⎪⎧x +y =4,①2x -3y =3.②(2)⎩⎪⎨⎪⎧3x -7y =-1,①3x +7y =13.②[解] (1)由①,得y =4-x .③ 把③代入②,得2x -3(4-x )=3. 解这个方程,得x =3. 把x =3代入③,得y =1.所以原方程组的解集为{(x ,y )|(3,1)}. (2)法一:①+②,得6x =12,所以x =2. 把x =2代入②,得3×2+7y =13,所以y =1. 所以原方程组的解集为{(x ,y )|(2,1)}. 法二:①-②,得-14y =-14,所以y =1. 把y =1代入①得,3x -7×1=-1,所以x =2. 所以原方程组的解集为{(x ,y )|(2,1)}.求二元一次方程组的解集的常用方法有加减消元法和代入消元法,要能够根据所解方程组的特点选用适当的方法,注意解集的表示形式.1.求下列方程组的解集.(1)⎩⎪⎨⎪⎧4x +8y =12,①3x -2y =5.②(2)⎩⎪⎨⎪⎧8x +9y =73,①7x +18y =2.②[解] (1)由②,得2y =3x -5.③把③代入①,得4x +4(3x -5)=12,解得x =2. 把x =2代入③,得y =12.所以原方程组的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫(x ,y )⎪⎪⎪⎝ ⎛⎭⎪⎫2,12. (2)由①×2,得16x +18y =146,③ 由③-②,得9x =144,解得x =16.把x =16代入①,得8×16+9y =73,解得y =-559.所以原方程组的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫(x ,y )⎪⎪⎪⎝ ⎛⎭⎪⎫16,-559.【例2】 (1)⎩⎪⎨⎪⎧x +y +z =12,①x +2y +5z =22,②x =4y .③(2)⎩⎪⎨⎪⎧2x +y +3z =11,①3x +2y -2z =11,②4x -3y -2z =4.③[解] (1)法一:将③分别代入①②,得⎩⎪⎨⎪⎧5y +z =12,6y +5z =22,解得⎩⎪⎨⎪⎧y =2,z =2,把y =2代入③,得x =8.所以原方程组的解集为{(x ,y ,z )|(8,2,2)}. 法二:②-①,得y +4z =10,④ ②-③,得6y +5z =22,⑤联立④⑤,得⎩⎪⎨⎪⎧y +4z =10,6y +5z =22,解得⎩⎪⎨⎪⎧y =2,z =2,把y =2代入③,得x =8.所以原方程组的解集为{(x ,y ,z )|(8,2,2)}. 法三:①×5,得5x +5y +5z =60,④ ④-②,得4x +3y =38,⑤联立③⑤,得⎩⎪⎨⎪⎧x =4y ,4x +3y =38,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =8,y =2,把x =8,y =2代入①,得z =2.所以原方程组的解集为{(x ,y ,z )|(8,2,2)}. (2)①×2-②,得x +8z =11,④ ①×3+③,得10x +7z =37,⑤联立④⑤,得⎩⎪⎨⎪⎧x +8z =11,10x +7z =37,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,z =1,把x =3,z =1代入①,得y =2.所以原方程组的解集为{(x ,y ,z )|(3,2,1)}.求三元一次方程组解集的基本思路是:通过 “代入”或“加减”进行消元,把“三元”化为 “二元”,使三元一次方程组转化为二元一次方程组,进而再转化为一元一次方程求解.2.求方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y =1,①y +z =6,②z +x =3 ③的解集.[解] ①+②+③,得2(x +y +z )=10, 即x +y +z =5.④④-①,得z =4;④-②,得x =-1;④-③,得y =2. 所以原方程组的解集为{(x ,y ,z )|(-1,2,4)}.【例3,求这个二次函数的解析式.[思路点拨] 把a ,b ,c 看成三个未知数,分别把三组已知的x ,y 的值代入,就可以得到一个三元一次方程组,解这个方程组即可求出a ,b ,c 的值.[解] 根据题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a -b +c =2,①4a +2b +c =8,②25a +5b +c =158,③②-①,得a +b =2,④ ③-①,得4a +b =26,⑤联立④⑤,得⎩⎪⎨⎪⎧a +b =2,4a +b =26,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =8,b =-6,把a =8,b =-6代入①,得c =-12. 因此所求函数的解析式为y =8x 2-6x -12.解决此类问题的方法是根据图像上的点的坐标列方程组,解方程组求得字母系数的值,进而确定所求函数的解析式.3.已知二次函数y =ax 2+bx +c 的图像过点(1,4),(3,-20),(-1,-12),求这个二次函数的解析式.[解] 根据题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a +b +c =4,9a +3b +c =-20,a -b +c =-12,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-5,b =8,c =1,因此所求函数的解析式为y =-5x 2+8x +1.【例4】 (1)⎩⎪⎨⎪⎧x +y =8,①xy =12.②(2)⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4xy +4y 2+x -2y -2=0,①3x +2y -11=0.②[解] (1)由①得y =8-x ,③ 把③代入②,整理得x 2-8x +12=0. 解得x 1=2,x 2=6. 把x 1=2代入③,得y 1=6. 把x 2=6代入③,得y 2=2.所以原方程组的解集为{(x ,y )|(2,6),(6,2)}. (2)由①得(x -2y )2+(x -2y )-2=0, 解得x -2y =1或x -2y =-2,由⎩⎪⎨⎪⎧ x -2y =1,3x +2y -11=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =1.由⎩⎪⎨⎪⎧x -2y =-2,3x +2y -11=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =94,y =178.所以原方程组的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫(x ,y )⎪⎪⎪(3,1),⎝ ⎛⎭⎪⎫94,178.求二元二次方程组解集的基本思想是消元和降次,消元就是化二元为一元,降次就是把二次降为一次,因此可以通过消元和降次把二元二次方程组转化为二元一次方程组、一元二次方程甚至一元一次方程.4.求方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y =4,①2xy =-21②的解集.[解] ∵方程①是x 与2y 的和,方程②是x 与2y 的积,∴x 与2y 是方程z 2-4z -21=0的两个根,解此方程得z 1=-3,z 2=7,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =-3,2y =7或⎩⎪⎨⎪⎧x =7,2y =-3,即⎩⎪⎨⎪⎧x =-3,y =72或⎩⎪⎨⎪⎧x =7,y =-32.所以原方程组的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫(x ,y )⎪⎪⎪⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,72,⎝ ⎛⎭⎪⎫7,-32.【例5】 汽车从甲地到乙地需要2.5 h ,从乙地到甲地需要2.3 h .假设该汽车在平路、上坡路、下坡路的行驶过程中时速分别是30 km,20 km,40 km ,则从甲地到乙的过程中,上坡路、平路、下坡路的长度各是多少?[思路点拨] 题中有三个等量关系:①上坡路长度+平路长度+下坡路长度=70 km ;②从甲地到乙地的过程中,上坡时间+平路时间+下坡时间=2.5 h ;③从乙地到甲地的过程中,上坡时间+平路时间+下坡时间=2.3 h.[解] 设从甲地到乙地的过程中,上坡路、平路、下坡路分别是x km ,y km 和z km.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧x +y +z =70,x 20+y 30+z 40=2.5,z 20+y 30+x 40=2.3,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =12,y =54,z =4,故从甲地到乙地的过程中,上坡路是12 km ,平路是54 km ,下坡路是4 km.根据实际问题列方程组,求出方程组的解集,进而解决实际问题.5.在中国古算术《张丘建算经》(约公元5世纪)里,有一道著名的“百鸡问题”:今有鸡翁一,值钱五;鸡母一,值钱三;鸡雏三,值钱一,凡百钱买百鸡,问鸡翁、鸡母、鸡雏各几何?(三种鸡都买)[解] 设鸡翁、鸡母、鸡雏分别买x 只、y 只、z 只.根据题意,得⎩⎪⎨⎪⎧x +y +z =100,①5x +3y +z3=100.②②×3-①,得7x +4y =100,y =100-7x 4=25-74x .因为x ,y 均为正数,所以x 一定是4的倍数,且x 是小于1007的正整数,所以x 的取值只能为4,8,12.若x =4,则y =18,z =78; 若x =8,则y =11,z =81; 若x =12,则y =4,z =84.故鸡翁为4只,鸡母为18只,鸡雏为78只或鸡翁为8只,鸡母为11只,鸡雏为81只或鸡翁为12只,鸡母为4只,鸡雏为84只.1.求二元一次方程组的解集的常用方法有加减消元法和代入消元法,要能够根据所解方程组的特点选用适当的方法,注意解集的表示形式.2.待定系数法求函数的解析式,解决此类问题的方法是根据图像上的点的坐标列方程组,解方程组求得字母系数的值,进而确定所求函数的解析式.1.二元一次方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +3y =7,y -x =1的解集是( )A .{(x ,y )|(1,2)}B .{(x ,y )|(1,0)}C .{(x ,y )|(-1,2)}D .{(x ,y )|(1,-2)}A [由加减消元法可求得x =1,y =2,故所求方程组的解集为{(x ,y )|(1,2)}.]2.求方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -z =11,x +z =5,x -y +2z =1的解集时,要使运算简便,消元的方法应选取( )A .先消去xB .先消去yC .先消去zD .以上说法都不对B [根据系数特点,先消去y 最简便,故选B.]3.桌面上有甲、乙、丙三个杯子,三杯内原本均装有一些水.先将甲杯的水全部倒入丙杯,此时丙杯的水量为原本甲杯内水量的2倍多40毫升;再将乙杯的水全部倒入丙杯,此时丙杯的水量为原本乙杯内水量的3倍少180毫升.若过程中水没有溢出, 则原本甲、乙两杯内的水量相差( )A .80毫升B .110毫升C .140毫升D .220毫升B [设甲杯中原有水a 毫升,乙杯中原有水 b 毫升,丙杯中原有水c 毫升,依题意有⎩⎪⎨⎪⎧a +c -40=2a ,①a +b +c +180=3b ,②②-①,得b -a =110,故选B.]4.设计一个二元二次方程组,使得这个二元二次方程组的解是⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =3和⎩⎪⎨⎪⎧x =-3,y =-2.试写出符合要求的方程组________.⎩⎪⎨⎪⎧xy =6x -y =-1 [由于这两组解都有:xy =2×3=6,x -y =-1,故可组成方程组为⎩⎪⎨⎪⎧xy =6,x -y =-1(答案不唯一).]。