Add Math 方法 · 方程组
解联立方程(一个线性,一个非线性)
先从线性方程中把一个变量单独表示出来,代入非线性方程得到一个一元二次方程,解出这个二次方程,再把每个答案代回线性方程配成坐标。通常会得到两组解,例如 和 。
这个方法的用途
当题目给出一对方程,其中一个是直线、另一个是曲线时,这个方法用来求出两者相交的准确点。在 Add Math 里,这个课题属于中四的方程组章节。
线性方程中每个变量的最高次数都是一,例如 。非线性方程则含有平方项或变量的乘积,例如 或 。
把两个方程一起解,得到的就是直线与曲线相交处的坐标。由于一条直线可以在两个位置切过曲线,你通常应当预期得到两组解,而不是一组。
最可靠的工具是代入法:用简单的线性方程去替换较复杂的非线性方程里的一个变量,这样整道题就化成一个你早已会解的一元二次方程。
什么时候使用
这一类题目一眼就能认出来:有两个方程和两个未知数,其中一个是直线(最高次数为一),另一个含有 、 或 项。指令用词也是明显的信号,像「解联立方程」「求交点坐标」或「求直线与曲线的交点」这类说法,都指向这个方法。
从图像上想象:题目问的是直线和曲线在哪里相遇或相交。如果两个方程都是直线,你会用消去法,并且只预期一个交点;但一旦出现平方或乘积,就改用代入法,并准备好会有两个答案。
在我们的课堂上,会先教学生把线性方程标示出来,因为需要重新整理的永远是它。
步骤
- 1
标示两个方程
把线性方程叫作 (1),非线性方程叫作 (2)。这样你的解题过程整齐,也方便阅卷老师跟随。
- 2
把一个变量单独表示出来
从线性方程 (1) 中,把 或 单独表示出来,选择能避开分数的那一个。
- 3
代入曲线方程
把这个变量代入非线性方程 (2),此时就只剩一个未知数了。
- 4
整理成二次方程
展开括号、合并同类项,整理成 的形式。
- 5
解二次方程
若能整齐分解就用因式分解,否则用公式法。你应当得到两个值。
- 6
把答案配对
把每个值代回线性方程 (1) 求出对应的另一个值,得到两组坐标。
- 7
验算
把每组坐标代入原来的非线性方程,确认两边相等。
例题
解联立方程 与 。
Show worked solution
标示方程: 是线性方程 (1), 是非线性方程 (2)。
从 (1) 把 单独表示出来:
把 代入 (2):
展开并合并同类项:
每一项都除以 化简:
因式分解(乘积为 、和为 的两个数是 和 ):
用 为每个 配上 :当 时 ;当 时 。
所以解为 与 。
验算 :,且 。两个方程都成立,所以这组解正确,同样的验算对 也成立。
常见错误
- 先整理非线性方程,这往往会带出平方根和杂乱的运算。要始终从线性方程中把变量单独表示出来。
- 漏掉第二组解。直线通常与曲线相交两次,只求出一个值就停下会丢分。
- 对括号平方时出现符号或展开错误,例如把 写成 而不是 。
- 把答案代回非线性方程去找配对值,这可能产生多余的无效根。应当用线性方程来配对。
- 只写出数字而没有配对,使得 与 没有组成正确的坐标。
老师如何帮助
大多数学生都会说「用代入法」,却在一个明确的地方丢分:展开平方括号,或在最后把错误的 和错误的 配在一起。在一对一的课堂里,我们的老师会实时看着你的解题过程,错误一出现就抓住,让你当场把那一行重新做对,不让它变成习惯。
由于这个科目的评分是按步给分的,即使最后一个数字算错,方法分仍然拿得到,所以我们会训练你把每一次代入都写得清楚。我们的老师经验丰富。
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预约试课常见问题
我应该先整理哪个方程?
永远从线性方程把一个变量单独表示出来,再代入非线性方程。先整理非线性方程通常会带出平方根,运算量大得多。
为什么会有两个答案?
直线可以在两个点切过曲线,所以线性加非线性的方程组通常有两组解。两组都要写出来,除非验算显示其中一组不符合题目情境。
只列出数值而不配对会丢分吗?
通常会。评分是按步给分的,所以过程中的方法分你仍能拿到,但最后的准确分需要把每个 与正确的 配成坐标,例如 。
可以改用消去法吗?
消去法最适合两个方程都是线性的情况。对于一个线性、一个非线性的方程,代入法才是可靠的方法,因为它能把整道题化成一个一元二次方程。
来源:SRC-DSKP-EN