二元一次方程两个结果公式 二元一次方程组和两条直线的交点

首页综合资讯正文人气:247 ℃时间:2024-05-05 13:02:25

张景中先生在《计算机如何解几何题——谈谈自动推理》书中提到了共边定理:

两直线 AB , PQ 交于一点 M 。共边定理用两个三角形的面积比简单地表示出 M 在线段 PQ 上的位置。这个事实,在几何问题的机器求解中起了关键的作用。

共边定理涉及平面几何构图中最常见的一个步骤:两直线 AB , PQ 交于一点 M 。要确定交点 M 的位置,本是一件不容易的事,它相当于解二元一次联立方程组。而共边定理却用两个三角形的面积比简单地表示出 M 在线段 PQ 上的位置。等式右端的 M ,在左端不出现了,也就是被消去了。

为什么说两直线 AB , PQ 交于一点 M ,要确定交点 M 的位置,相当于解二元一次联立方程组?

许莼舫先生编写的《代数和初等函数学习指导》书中介绍二元一次方程组的解法时,恰好回答了这个问题。我们来看看许莼舫先生是怎么说的。

(代数和初等函数学习指导上册,第十一章:一次函数·直线和二元一次方程组)

二元一次方程組

1.二元一次方程組和它的解

含有相同未知数的两个二元一次方程联合起来,所成的叫做"二元一次方程組"或"二元一次联立方程"。同时适合于二元一次方程組里的两个方程的未知数的值,即两个方程的公共解,叫做"二元一次方程組的解"。求方程組的解,或确定方程組沒有解的过程,叫做"解方程組"。

2.利用图象解二元一次方程組

作出两个方程的图象,这两个图象的交点的坐标,就是这个方程組的解。

例题241.解下列的二元一次方程組:

解 給方程(1)中的 x 以两个任意值,可得 y 的相应值:

以 x 作横坐标, y 作纵坐标,在图10中描出两个点;A(-2,10); B (2,6)。

通过这两个点作一条直线①.

再用同法算出方程(2)中x和 y 的两組对应值,

在图中描出两个点: C (-2,1); D (3,11)。

通过这两个点作一条直线②.

因为这两条直线相交于一点 E (1,7),所以

这个方程組的解是

說明 凡是在图象的直线①上的任何一点,它的横坐标x和纵坐标 y 都能适合方程(1)。凡是在图象的直线②上的任何一点,它的横坐标 x 和纵坐标 y 都能适合方程(2)。把这两个方程合成方程組,因这个方程組的解必須同时适合这两个方程,所以应該取这两条直线的交点的坐标。因为直线的长无限,就是直线上的点有无穷多个,所以单独一个二元一次方程有无穷多組解,即x 、 y 的值不能确定,这一个方程叫"不定方程"。又因两条直线除掉重合和平行的特殊情况外,它們有一个交点,所以普通的二元一次方程組有一組解。

利用图像解二元一次方程组

3.用加減法解二元一次方程組①

先把题中的两个方程都化成如

ax by = c

的标准形式。再利用等式的性质,分别用同数乘各方程的两边,使其中的某一个未知数系数的绝对值相同。如果这个未知数的系数是异号,就用加法;是同号,就用減法,把两个方程的两边分别加减,就可以消去一个未知数而得到一个一元一次方程。解这个方程,得一个未知数的值。用这个值代入原方程,又可以解得另外一个未知数的值。

注释:

①在中国的古算书"九章算术"里,第八章就叫"方程",列举各种多元一次方程組的解法,和現今代数里的加減法类似。由此可见,我国至迟在公元前一百多年就知道这一种算法了。

说明 加减法的原理是“通过两直线交点的直线”定理。这个定理的表述是:

如果两条直线

有交点,那么方程(A₁x B₁y C₁) m(A₂x B₂y C₂)=0

就表示通过这两条直线的交点的一切直线,这里的m是一个任意的常数。

二元一次方程组的应用

我们以前利用一元一次方程来解的应用题,其中所求的数有两个的,都可以利用二元一次方程组来解,解法是用x、y代题中的两个所求数,依题意列出两个方程,然后求出方程组的解来,如果是适合题意的,那就是所求的答数。

应用题的类型很多,本文只谈谈混合问题。小学的鸡兔同笼就是特殊的混合问题。举个例子,鸡兔共有35个头,94只脚,问鸡兔各有多少?

这就是特殊的混合问题,可以用二元一次方程组来解。方程(1):x y=35,翻译成日常语言就是一只鸡有一个头,一只兔有一个头,共有35个头。

方程(2):2x 4y=94,翻译成日常语言就是一只鸡有2只脚,一只兔有4只脚,共有94只脚。解方程组就得到鸡兔的数量。

一般的混合问题也可以用二元一次方程组来解答。方程(1):3x 4y=85,翻译成日常语言就是一只怪鸡有三个头,一只怪兔有四个头,共有85个头。方程(2):5x 4y=107,翻译成日常语言就是一只怪鸡有5只脚,一只怪兔有4只脚,共有107只脚。解方程组就得到怪鸡和怪兔的数量。

再看一个比较困难的混合问题。

例题252 有甲、乙两种液体,如果取甲液体10.8克和乙液体4.8克,就可以合成比重是1.56的混合液,如果所取两种液体的重量相等,那末所成混合液的比重是1.44,求这两种液体的比重。

解 设甲液体的比重是x,那末这种液体1立方厘米的重量是x克,所以10.8所占体积是10.8/x立方厘米。又设乙液体的比重是 y ,那末这种液体1立方厘米的重量是 y 克,可以推得乙液体4.8克所占的体积是4.8/y立方厘米。但是混合液是

(10.8十4.8)克,比重是1.56,所以它的体积是(10.8 4.8)/1.56立方厘米,由此可得一个二元一次方程。再设两种液体重量相等时各重 a 克,那末混合液重2a克,仿上法又可得一个二元一次方程。这两个二元一次方程合成的方程組如下:

答 甲液体的比重是1.8,乙液体的比重是1.2

因为分母含有字母,所以上图解的是二元一次分式方程组,可能有些同学没有看懂是怎么解出来的。难者不会,会者不难。用换元法就可以轻松解方程组。

最后,我们来解答一道几何计算题,作为本文的结束。请看下图,思考一下如何计算黄色阴影面积?

问题图

根据等高三角形面积等于底之比,我们可以列出等式,并用二元一次方程组解决问题。本题解法很多,辅助线作法也多,因为本文主题是二元一次方程组,所以我们选择了下图所示的解法。

连接AE,设△AED面积为x,则△ABE面积为36-x,题目要求的阴影面积为△CDE=y,据题意可得二元一次方程组:

答:黄色阴影面积为8

科学尚未普及,媒体还需努力。感谢阅读,再见。

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