查如琴
摘 要:雖然我們都知道解二元二次方程組的基本思路是消元或降次,但當(dāng)我們拿到一個(gè)二元二次方程組時(shí),往往由于方程中項(xiàng)數(shù)太多而無(wú)從下手,本文從如何觀察特殊的二元二次方程組的特點(diǎn)入手,尋找相應(yīng)的解法。
關(guān)鍵詞:二元二次方程組 代入消元法
中圖分類號(hào):O151 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-1578(2017)09-0026-02
對(duì)于一般的二元二次方程組:
A x +B xy+C y +D x+E y+F =0 (其中A 、B 、C 不同時(shí)為零) ①A x +B xy+C y +D x+E y+F =0 (其中D 、E 不同時(shí)為零) ②
其解法通常先消去其中一個(gè)平方項(xiàng)(將①×C2- ②×C1消去 y2項(xiàng)),再用代入消元法得到一個(gè)一元四次方程,最后用費(fèi)拉里求根公式(計(jì)算量大,公式復(fù)雜)解得其4個(gè)根,從而得到方程組最多4組解。對(duì)于具有某些特點(diǎn)的二元二次方程組,我們通過(guò)具體的例子來(lái)分析其特點(diǎn)及解法。
1 第I型的二元二次方程組
第I型的二元二次方程組特點(diǎn)為兩個(gè)方程中有一個(gè)是一元一次方程,即:
A x+B y+C =0 (其中A 、B 不同時(shí)為零) ③A x +B xy+C y +D x+E y+F =0 (其中A 、B 、C 不同時(shí)為零) ④
它的一般解法為由③解出x(或y)的表達(dá)式,代入④消去x(或y),用代入消元法得到一個(gè)一元二次方程,最后用求根公式解得其2個(gè)根,從而得到方程組最多2組解。
2 第II型的二元二次方程組
第II型的二元二次方程組特點(diǎn)為兩個(gè)方程都是二元二次方程,即:
A x +B xy+C y +D x+E y+F =0 (其中A 、B 、C 不同時(shí)為零) ⑤A x +B xy+C y +D x+E y+F =0 (其中A 、B 、C 不同時(shí)為零) ⑥
對(duì)于第II型的二元二次方程組,根據(jù)其特點(diǎn),我們分5種情形分析討論:
(1)可以消去二次項(xiàng);(例如1題)
(2)可以消去一個(gè)未知數(shù);(例如2題)
(3)方程組中至少有一個(gè)能分解因式;(例如3題)
(4)可以消去常數(shù)項(xiàng);(例如4題)
(5)可用代入消元法。(例如5題)
1題: y2+x-3y=4 ① y2-3x+y=0 ②
解:由于兩個(gè)方程中只含y2的二次項(xiàng),不含xy、x2這樣的二次項(xiàng),所以考慮消去y2項(xiàng),再代入消元,最終求得原方程組的解為:
x1=0y1=-1 x2=4y2=3
也可以考慮消去x項(xiàng),直接得到關(guān)于y的一元二次方程,解得y1=-1,y2=3,最終也求得原方程組的解為:
x1=0y1=-1 x2=4y2=3
2題: 2x2-4xy+3y2+3x-5y-5=0 ③ x2-2xy+y2+ x+ =0 ④
解:由于兩個(gè)方程中含x的所有項(xiàng)(即x2、xy、x)的系數(shù)對(duì)應(yīng)成比例,所以考慮消去未知數(shù)x(將③-④×2即可消去未知數(shù)x),最終求得原方程組的解為:
x1=- y1=-1 x2=-3y2=-1 x3=-6y3=6 x4= y4=6
3題:6x2-11xy+3y2=0 ⑤ x2+y2+x-y=0 ⑥
解:由于方程⑤的左邊可以因式分解為(2x-3y)(3x-y),所以原方程組可分解為
(I)2x-3=0 x2+y2+x-y=0 (II)3x-y=0x2+y2+x-y=0
解這兩個(gè)方程組,最終求得原方程組的解有3組,即:
x1=- y1=- x2=0y2=0 x3= y3=
4題:x2-4y2=4 ⑦x2- xy+y2=2 ⑧
解:由于兩個(gè)方程都含x2、y2項(xiàng),且沒(méi)有一次項(xiàng)(即沒(méi)有x、y這樣的一次項(xiàng)),所以考慮消常數(shù)項(xiàng)就可化為ax2+bxy+cy2=0的形式,若b2-4ac≥0,則ax2+bxy+cy2=0就可以分解成兩個(gè)一元一次方程,即:
A1x+B1y+C1=0(其中A1、B1不同時(shí)為零)
A2x+B2y+C2=0(其中A2、B2不同時(shí)為零)
將⑧×4-⑦即可消去常數(shù)項(xiàng)得:x2-5xy+6y2=0于是原方程組可分解為
(I)x-2y=0 x2- xy+y2=2 (II)x-3y=0 x2- xy+y2=2
解這兩個(gè)方程組(其中方程組(I)無(wú)解),最終求得原方程組的解有2組: x1=- y1=- x2= y2=
5題:x2-y2-5x+y+8=0 ⑨2xy-x-5y+1=0 ⑩
解:有一個(gè)方程只含xy這樣的二次項(xiàng)和x、y這樣的一次項(xiàng),就可以考慮從這個(gè)方程入手,解出x(或y)的表達(dá)式,在代入另一方程就可消去一個(gè)未知數(shù)。由于方程⑩ 中只含xy這樣的二次項(xiàng)和x、y這樣的一次項(xiàng),因此,就從這個(gè)方程入手,解出
y= ,再把y= 代入方程⑨中就可消去一個(gè)未知數(shù)y,化簡(jiǎn)整理得到關(guān)于x的一元四次方程,最后用費(fèi)拉里求根公式解得其4個(gè)根即x1=2,x2=3,x3= ,x4= ,最終求得原方程組有4組解:
x1=2y1=-1 x2=3y2=2 x3= y3= x4= y4=
也可以把方程⑨的左邊進(jìn)行配方得(x- ) -(y- ) =-2,將y= 代入配方后的方程中,化簡(jiǎn)整理得:
4(x- ) +8(x- ) - =0
解這個(gè)方程得x- =± ,x- =± ,即x1=2,x2=3,
x3= -1,x4= ,最終求得原方程組有4組解:
x1=2y1=-1 x2=3y2=2 x3= y3= x4= y4=
通過(guò)以上分析,今后我們看到一個(gè)二元二次方程組時(shí),首先要觀察特點(diǎn),能歸類的盡量按歸類的方法來(lái)解決,不能歸類的,也只能按常規(guī)方法來(lái)解(計(jì)算量大,公式復(fù)雜)??偠灾?,要善于觀察特點(diǎn),總結(jié)歸納,多加練習(xí),才能提高解題速度與計(jì)算的準(zhǔn)確性,做到舉一反三。
參考文獻(xiàn):
[1] 何麗亞,江海洋,謝燕主編.數(shù)學(xué)(四川省省屬高校民族預(yù)科統(tǒng)編教材)[M].西南交通大學(xué)出版社.