师:同学们,今天我们来看北师大版八年级上册第五章第八节——三元一次方程组。首先,我们来复习一下:什么是二元一次方程?整理化简后,含有两个未知数,并且所含未知数的项的次数都是一,这样的方程叫二元一次方程。那什么是二元一次方程组呢?含有两个未知数的两个一次方程所组成的一组方程,叫做二元一次方程组。怎么解二元一次方程组呢?主要用到的方法是消元法,有加减消元法和代入消元法,目的是把二元化为一元。
好,下面来看一个问题。小明说他的爸爸妈妈和他的年龄之和是90岁,他的爸爸和妈妈年龄相同,他的爸爸比他大27岁,问他们各是多少岁?这题有三个条件:第一,三人年龄之和是90岁;第二,他的爸爸和妈妈年龄相同;第三,他的爸爸比他大27岁。怎么解决这个问题呢?我们可以设未知数来解决,那设几个未知数呢?
比如说,能不能设一个未知数来解决呢?可以的。比如说设小明的年龄是x岁,因为他的爸爸比他大27岁,所以他的爸爸妈妈年龄都是x + 27岁。根据三人年龄之和,可列出方程并求解。这是一种解法。
再比如说,能不能设两个未知数来解决呢?可以设小明的年龄是x岁,爸爸的年龄是y岁。根据已知爸爸年龄比小明大27岁,可得y = x + 27 ,又因为三人年龄之和是90岁,即x + 2y = 90 ,然后求解即可。
再比如说,能不能设三个人的年龄分别是x、y、z呢?根据三个条件,我们可以得到方程:第一个,x + y + z = 90;第二个,y = x + 27;第三个,y = z 。
好,我们来观察第一个方程x + y + z = 90 ,这里面有三个未知数,它不再是我们之前认识的二元一次方程。像这种含有三个未知数,并且所含未知数的项的次数都是一的方程,就叫做三元一次方程。对于由三个这样的方程构成的方程组,我们类似二元一次方程组,给它定义一下,像这种含有三个未知数,由三个一次方程所组成的方程组,叫做三元一次方程组。要注意这两个条件。
根据三元一次方程组的定义,类似可以得出三元一次方程组的解,也就是满足三个一次方程中各个方程的解,叫做三元一次方程组的解。
好,下面我们来判断一下下面的方程组是不是三元一次方程组。第一个,同学们对照刚才说的定义来看,很显然第一个不符合。为什么呢?因为它不符合第二条,这里只有两个方程,而三元一次方程组应该是由三个一次方程构成,所以不行。第二个也不行,因为第一个条件就是含有三个未知数,而这里面只有两个未知数。第三个也不行,因为它不符合第二点,这三个方程中第三个不是一次方程,2xy是二次的,所以不对。第四个很显然是正确的。
好,我们来看一下小明和他家人年龄的这个方程组该怎么解?这里面有三个未知数,能不能像解二元一次方程组一样用消元法来解决呢?消元又消去谁呢?在这里面,我们可以类似地化三元为二元。在解的时候我们要思考先消去哪个未知数。来看这个方程组,第一个方程中有x、y、z三个未知数,第二个方程中有x、y两个未知数,第三个方程中有y、z两个未知数。对于这个方程组,我们应用消元的方法来消去一个未知数。观察x、y、z,x有两处,y有三处,z有两处,我们不妨把出现次数少的这个未知数消掉,比如说我们先消去z。一三中有这个z,怎么把z消掉呢?可以把第三个方程y = z代入第一个方程,得到x + 2y = 90 ,这样我们就可以把x + 2y = 90与第二个方程y = x + 27联立成方程组。这样就又得到了一个二元一次方程组,回到了我们熟悉的解法上。对于这个方程组,我们可以用代入消元法,把下面这个方程y = x + 27代入第一个方程x + 2y = 90中,从而解出x值。很容易得到x = 12,然后代入y = x + 27,得到y = 39 。因为方程三可知y = z ,所以代入第三个方程得到z = 39 。
x、y、z解出来之后,我们总结一下,一定要注意,最后要总结出这个方程组的解,用大括号括起来,x、y、z可以按照顺序从上往下来写,这样这个方程组也就解好了。
刚才是消去z,那这题我们再思考一下,能不能消去x或者y呢?这里x有两处,我们设法把x消去。一和二中有x,我们可以用代入消元法来消掉x,比如说把第二个方程y = x + 27变成x = y - 27 ,然后把x = y - 27代入第一个方程x + y + z = 90,得到2y + z = 117 ,那么这个方程与第三个方程y = z 中只有y和z 。由这两个方程我们可以解得y和z,然后代入求出x,也可以解得方程组的解。当然这题也可以消去y来解,就不再赘述了。
对于三元一次方程组的解,我们也是类比二元一次方程组,通过消元计算,把三元消元变成二元,二元再消元变成一元一次方程来解决。在解的时候,先观察三元一次方程组的特点,然后确定消去哪个未知数,把三元变为二元。
好,下面我们来练习一下。第一题,这三个方程中x、y、z各有两处,消谁好呢?比如说根据方程结构,x、y、z结构相似,一二方程相减得到x - y + z = 2,记为方程四。由方程三减去方程四可以解出z = 1 ,把z = 1代入方程二和三,得到x = 9 ,y = 3 。最后总结,得到方程组的解为x = 9 ,y = 3 ,z = 1 。这里是先消去x,当然同学们在解的时候消去y或者消去z也是可以的。
