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例题 · 方程组

方程组,例题(中等)

这组中等的方程组例题把代数难度往上提一档:一次会产生 xyxy 项的代入、一个需要两轮消元的三元一次方程组,以及一道要你自己列式的长方形应用题。请先在纸上做每一题,再逐行对照我们的完整解答。

这些例题涵盖什么

这组中等的方程组例题对代数的要求比简单组稍高。第一题里,代入会产生 xyxy 项,所以你要先仔细展开、合并,二次方程才会出现。

第二题里,三元一次方程组不会靠一次相减就解决,你要先消去一个字母,得到一对方程,再解这一对。第三题里,你要把用文字描述的长方形翻译成两个方程,再求解,并挑出符合情境的答案。

整个过程数字都保持干净。请把解答盖住,在纸上完整做一遍每一题,然后再逐行对照。

你的算法和我们开始分岔的那一步,正是真正学到东西的地方。

例题解析

三题全部做完。每一题都先自己完整做一遍,再看解答,并留意同一套计划,把方程组化简成一个可处理的方程、解出它、再代回,如何贯穿每一题,哪怕题目的外形看起来不同。

Q1[4 marks]

解联立方程 2x+y=72x+y=7x2+xy=10x^{2}+xy=10

Show worked solution

yy 从线性方程解出为主项,因为它的系数是 11

y=72xy=7-2x

代入 x2+xy=10x^{2}+xy=10。把 xx 保留为所代括号的因子:

x2+x(72x)=10    x2+7x2x2=10x^{2}+x(7-2x)=10 \;\Rightarrow\; x^{2}+7x-2x^{2}=10

合并同类项。结果是 x2+7x10=0-x^{2}+7x-10=0;两边乘以 1-1,让首项为正,再因式分解:

x27x+10=0    (x2)(x5)=0x^{2}-7x+10=0 \;\Rightarrow\; (x-2)(x-5)=0

所以 x=2x=2x=5x=5。把每一个代回 y=72xy=7-2x

x=2y=3,x=5y=3x=2 \Rightarrow y=3, \qquad x=5 \Rightarrow y=-3

答案

解为 (2,3)(2,3)(5,3)(5,-3)。用非线性方程检验第二个:(5)2+(5)(3)=2515=10(5)^{2}+(5)(-3)=25-15=10,与要求一致。

Q2[5 marks]

解方程组 x+y+z=6x+y+z=62xy+z=52x-y+z=5x+2yz=6x+2y-z=6

Show worked solution

给方程编号:(1)  x+y+z=6(1)\;x+y+z=6(2)  2xy+z=5(2)\;2x-y+z=5(3)  x+2yz=6(3)\;x+2y-z=6。字母 zz 最容易消去。

(1)(1)(3)(3) 相加,让 +z+zz-z 抵消:

(1)+(3):  2x+3y=12(4)(1)+(3):\; 2x+3y=12 \quad (4)

接着用第二种方式消去 zz。用 (1)(1)(2)(2)

(1)(2):  x+2y=1(5)(1)-(2):\; -x+2y=1 \quad (5)

方程 (4)(4)(5)(5) 现在只含 xxyy。把 xx(5)(5) 解出为主项,得 x=2y1x=2y-1,代入 (4)(4)

2(2y1)+3y=12    7y2=12    y=22(2y-1)+3y=12 \;\Rightarrow\; 7y-2=12 \;\Rightarrow\; y=2

y=2y=2 代回 x=2y1x=2y-1,再用 (1)(1)zz

x=2(2)1=3,z=6xy=632=1x=2(2)-1=3, \qquad z=6-x-y=6-3-2=1

答案

解为 x=3,  y=2,  z=1x=3,\; y=2,\; z=1。检验 (2)(2)2(3)2+1=52(3)-2+1=5;检验 (3)(3)3+2(2)1=63+2(2)-1=6,都正确。

Q3[4 marks]

一块长方形土地的周长为 2626 m,面积为 4040 m2^{2}。求它的长和宽。

Show worked solution

设长为 xx m、宽为 yy m,且 x>yx>y。把每个条件化成方程。

周长 2(x+y)=262(x+y)=26 给出线性方程,面积给出非线性方程:

x+y=13,xy=40x+y=13, \qquad xy=40

yy 从线性方程解出为主项,y=13xy=13-x,代入 xy=40xy=40

x(13x)=40    13xx2=40x(13-x)=40 \;\Rightarrow\; 13x-x^{2}=40

整理成二次方程并因式分解:

x213x+40=0    (x5)(x8)=0x^{2}-13x+40=0 \;\Rightarrow\; (x-5)(x-8)=0

所以 x=5x=5x=8x=8。由于长是较大的一边,取 x=8x=8;于是 y=138=5y=13-8=5

答案

这块地长 88 m、宽 55 m。检验两个条件:周长 2(8+5)=262(8+5)=26 m,面积 8×5=408\times 5=40 m2^{2},与题意一致。

Q4[4 marks]

两个数的和是 1111,它们的平方和是 6161。求这两个数。

Show worked solution

与其把一个方程代入另一个,不如利用恒等式 (x+y)2=x2+2xy+y2(x+y)^{2}=x^{2}+2xy+y^{2},直接从两个已知的和求出乘积 xyxy

(11)2=61+2xy    xy=30(11)^{2}=61+2xy \;\Rightarrow\; xy=30

有了 x+y=11x+y=11xy=30xy=30xxyy 就是二次方程 t2()t+()=0t^{2}-(\text{和})t+(\text{积})=0 的两个根:

t211t+30=0    (t5)(t6)=0t^{2}-11t+30=0 \;\Rightarrow\; (t-5)(t-6)=0

所以 t=5t=5t=6t=6,由于 x+y=11x+y=11,两个根互相配对。

答案

这两个数是 5566。检验:5+6=115+6=1152+62=25+36=615^{2}+6^{2}=25+36=61,与题意一致。

Q5[4 marks]

解联立方程 x+y=5x+y=51x+1y=56\frac{1}{x}+\frac{1}{y}=\frac{5}{6}

Show worked solution

把左边两个分数通分;分子正好是已知的 x+yx+y

1x+1y=y+xxy=56\frac{1}{x}+\frac{1}{y}=\frac{y+x}{xy}=\frac{5}{6}

x+y=5x+y=5 代入分子,再求 xyxy

5xy=56    xy=6\frac{5}{xy}=\frac{5}{6} \;\Rightarrow\; xy=6

有了 x+y=5x+y=5xy=6xy=6xxyy 就是以下方程的根:

t25t+6=0    (t2)(t3)=0t^{2}-5t+6=0 \;\Rightarrow\; (t-2)(t-3)=0

答案

解为 (x,y)=(2,3)(x,y)=(2,3)(3,2)(3,2)。检验:2+3=52+3=512+13=36+26=56\frac{1}{2}+\frac{1}{3}=\frac{3}{6}+\frac{2}{6}=\frac{5}{6},符合要求。

Q6[4 marks]

解联立方程 2x+3y=122x+3y=12xy=6xy=6

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yy 从线性方程解出为主项:

y=122x3y=\frac{12-2x}{3}

代入 xy=6xy=6,并去分母:

x(122x3)=6    12x2x2=18x\left(\frac{12-2x}{3}\right)=6 \;\Rightarrow\; 12x-2x^{2}=18

整理后两边除以 2-2,结果是一个完全平方式:

x26x+9=0    (x3)2=0    x=3x^{2}-6x+9=0 \;\Rightarrow\; (x-3)^{2}=0 \;\Rightarrow\; x=3

这个重根只给出一个 xx 值。代回求 yy

y=122(3)3=2y=\frac{12-2(3)}{3}=2

答案

唯一的解是 (3,2)(3,2)。出现重根,说明直线 2x+3y=122x+3y=12 与曲线 xy=6xy=6 只在一点相切,而不是相交于两点。

检验:2(3)+3(2)=122(3)+3(2)=123×2=63\times2=6

Q7[3 marks]

阿曼现在的年龄是他弟弟的 33 倍。88 年后,阿曼的年龄将是弟弟的 22 倍。

求他们现在的年龄。

Show worked solution

设阿曼现在的年龄为 xx,弟弟的为 yy。把第一句话写成方程:

x=3y(1)x=3y \quad (1)

88 年后两人的年龄都增加 88;把第二句话写成方程:

x+8=2(y+8)    x=2y+8(2)x+8=2(y+8) \;\Rightarrow\; x=2y+8 \quad (2)

(1)(1)(2)(2) 都等于 xx,令它们相等并解出 yy,再求 xx

3y=2y+8    y=8,x=3(8)=243y=2y+8 \;\Rightarrow\; y=8, \qquad x=3(8)=24

答案

阿曼 2424 岁,弟弟 88 岁。检验:88 年后他们分别是 3232 岁和 1616 岁,32=2×1632=2\times16,符合题意。

Q8[3 marks]

三个数之和为 2828。第二个数是第一个数的两倍,第三个数比第二个数多 33

求这三个数。

Show worked solution

设第一个数为 xx,用 xx 表示第二个数和第三个数:

y=2x,z=2x+3y=2x, \qquad z=2x+3

代入 x+y+z=28x+y+z=28,解出 xx

x+2x+(2x+3)=28    5x+3=28    x=5x+2x+(2x+3)=28 \;\Rightarrow\; 5x+3=28 \;\Rightarrow\; x=5

代回求 yyzz

y=2(5)=10,z=2(5)+3=13y=2(5)=10, \qquad z=2(5)+3=13

答案

这三个数是 5510101313。检验:5+10+13=285+10+13=28,且 1313101033,而 101055 的两倍。

三题下来,做法的形状是一样的。把方程组化简成一个你能解的方程,靠代入、靠消元,或把文字翻译成代数,解出它,再代回;在应用题里,还要挑出情境允许的那个根。

抓住这个计划,中等题就不再像是一次陡升。

关键方法要点

这三道例题展示了同一套核心方法如何延展去覆盖更难的题型。多做练习时,记住以下几点。

  • 当代入产生 xyxy 项时,先完整展开、合并同类项,再去因式分解。
  • 如果首项系数变成负数,就把整个方程乘以 1-1,因式分解会更干净。
  • 在三元方程组里,把同一个字母消去两次,得到两个二元方程,再解这一对。
  • 对应用题,给变量命名,把每个给定条件化成一个方程,并写明诸如长 >> 宽的条件。
  • 二次方程可能给出两个在数学上都成立的根,但现实情境往往只保留一个,务必检查哪个符合。
  • 由于采用分析式评分,一套正确的方程和一行清楚的方法,即使最后算术出错,也能拿到分数。

老师如何帮忙

中等题正是好习惯开始见效的地方,也是一行赶出来的算式悄悄丢分的地方,合并 xyxy 项时丢了一个符号,或者在应用题里留错了根。在一对一的课堂上,我们的老师会把这一刻放慢,点明你正在做哪一步,并示范如何在往下走之前先检验。

我们的老师经验丰富,所以你学到的是一套能在考试压力下重复使用的方法,而不是只对一题管用的窍门。课程以英语授课,而 SPM 试卷用马来文和英文双语命题,因此这套记号在两种版本里对你都保持熟悉。

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常见问题

代入产生了 xyxy 项时该怎么办?

展开括号,让 xyxy 项变成普通的 x2x^{2} 项或 xx 项,再把所有项移到一边。你会得到一个只含一个变量的普通二次方程去因式分解。

三元方程组里应该先消哪个字母?

选最容易抵消的那个,常常是在两个方程里系数为 +1+11-1 的那个,一次相加就能消去。把它消去两次,得到两个二元方程。

怎样把应用题化成方程?

用字母给每个未知量命名,再为每个给定条件写一个方程。长方形的周长和面积给出一个线性方程和一个非线性方程,一起联立求解。

为什么应用题里有时要舍去一个根?

因为代数并不知道情境。负的长度,或宽大于长,在这里没有意义,所以你只保留符合所述情境的那个根。

来源:SRC-DSKP-EN

作者 spmaddmath.com.my 编辑团队.· 最后更新 5 September 2026

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