顧興群
解三元一次方程組的基本思想是消元,即先將三元轉(zhuǎn)化為二元、再將二元轉(zhuǎn)化為一元,最終達(dá)到求出未知數(shù)的值的目的。
下面舉例分析三元一次方程組的解法。
第一,對于一些特殊的方程組,可根據(jù)方程組中方程的特點,采用一些特殊的解法(如整體求解、設(shè)比例系數(shù)等)來消元。
例1解方程組x12=y13=z15,①
x-2y+3z=22。②
分析:因為①是一個連等的形式,所以可根據(jù)其特點令其等于一個常數(shù)k,直接將三元轉(zhuǎn)化為一元求解。
解:設(shè)x12=y13=z15=k,
所以x=2k,y=3k,z=5k。
把它們代入②,整理得2k-6k+15k=22,解得k=2。
進(jìn)而解得x=4,y=6,z=10。
所以原方程組的解為x=4,
y=6,
z=10。
第二,若方程組中某個方程缺某個元,則可從另外兩個方程消去這個元,轉(zhuǎn)化為二元一次方程求解。
例2解方程組x+3y+2z=2,①
2x-y=7,②
3x+2y-4z=3。③
分析:由于方程②中缺少z項,所以先利用①、③消去z。
解:①×2+③,得5x+8y=7。④
②×8+④,得21x=63,即x=3,從而得y=1。
把x=3,y=1代入①,得z=1。
第三,整體代入消元。
例3解方程組x+y+z=26,①
x-y=1,②
2x+z-y=18。③
分析:將方程③左邊變形為含有方程①、②左邊代數(shù)式的形式,作整體代入便可消元求解。
解:方程③變形為。(x+y+z)+(x-y)-y=18。④
把①、②代入④,得26+1-y=18,解得y=9。
把y=9代入②,得x-9=1,解得x=10。
把x=10,y=9代入①,得z=7。
第四,設(shè)參數(shù)消元法。
例4解方程組x+y=1,①
y+z=6,②
z+x=3。③
分析:方程組的各個方程中所含未知數(shù)個數(shù)相等,且未知數(shù)的系數(shù)都是1,如果將三個方程相加,則可得x+y+z=5,用x+y+z=5減去每個方程,可以得到方程組的解。
解:①+②+③,得2(x+y+z)=10,即x+y+z=5。 ④
由④-①,得z=4,
④-②,得x=-1,
④-③,得y=2。
所以方程組的解為x=-1,
y=2,
z=4。
第五,先消去系數(shù)的絕對值相等(或成倍數(shù)關(guān)系)的未知數(shù)。
例5解方程組2x+4y+3z=9,①
3x-2y+5z=11,②
5x-6y+7z=13。③
分析:三個方程中y的系數(shù)成倍數(shù)關(guān)系,因此先消去y比較簡單。
解:①+②×2,得8x+13z=31。④
②×3-③,得4x+8z=20。⑤
④、⑤兩個方程中x的系數(shù)成倍數(shù)關(guān)系,易消去x,由⑤×3-④,得3z=9,即z=3。
把z=3代入⑤,得x=-1。
把x=-1,z=3代入①,得y=112。
綜上所述,在解三元一次方程組時,學(xué)生應(yīng)具體問題具體分析,找出其結(jié)構(gòu)特點及系數(shù)之間的關(guān)系,靈活巧妙地消元,從而提高解題能力。