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2元1次方程组思维导图怎么画?新手必看步骤详解

,其核心思想是通过消元将“二元”转化为“元”,从而求解未知数的值,以下从方程组的概念、解法、思维导图构建及实际应用等方面展开详细说明,并辅以表格梳理关键知识点,最后附相关问答。

2元1次方程组思维导图怎么画?新手必看步骤详解-图1

二元一次方程组的基础概念

二元一次方程组是由两个含有相同未知数的一次方程组成的方程组,其一般形式为: [ \begin{cases} a_1x + b_1y = c_1 \ a_2x + b_2y = c_2 \end{cases} ] (a_1, b_1, c_1, a_2, b_2, c_2) 是常数,且 (a_1, b_1) 不同时为零,(a_2, b_2) 不同时为零,方程组的解是指同时满足两个方程的一组未知数的值,记作 ((x, y))。

二元一次方程组的解法

代入消元法

步骤
(1)从一个方程中解出一个未知数(如用 (y) 表示 (x) 或用 (x) 表示 (y));
(2)将表达式代入另一个方程,消去一个未知数,得到一元一次方程;
(3)解一元一次方程,求出一个未知数的值;
(4)将求得的值代回步骤(1)的表达式,求出另一个未知数的值。

示例
解方程组 (\begin{cases} x + y = 5 \ 2x - y = 1 \end{cases})
由第一个方程得 (x = 5 - y),代入第二个方程:
(2(5 - y) - y = 1),解得 (y = 3),再代回得 (x = 2)。

加减消元法

步骤
(1)将两个方程的某一未知数系数化为相同(或相反)的数;
(2)通过相加(或相减)消去一个未知数,得到一元一次方程;
(3)解一元一次方程,求出一个未知数的值;
(4)将求得的值代入原方程组任意一个,求出另一个未知数的值。

示例
解方程组 (\begin{cases} 3x + 2y = 7 \ 3x - y = 5 \end{cases})
两式相减:((3x + 2y) - (3x - y) = 7 - 5),得 (3y = 2),解得 (y = \frac{2}{3}),代入第二个方程得 (x = \frac{17}{9})。

特殊解法

  • 整体代入法:当方程组中未知数系数有对称性时,可将 (x + y) 或 (x - y) 看作整体求解。
  • 图像法:画出两个方程对应的直线,交点坐标即为方程组的解(适用于直观理解,但不够精确)。

二元一次方程组思维导图构建

思维导图以“二元一次方程组”为中心,延伸出以下分支:

  1. 概念:定义(两个一次方程、相同未知数)、解(满足两个方程的有序数对)、解的个数(唯一解、无解、无数解)。
  2. 解法
    • 代入消元法:步骤、适用场景(某个未知数系数为±1时更简便);
    • 加减消元法:步骤、适用场景(同一未知数系数易化为同倍数时);
    • 特殊方法:整体代入、图像法。
  3. 解的判定
    • 唯一解:(\frac{a_1}{a_2} \neq \frac{b_1}{b_2})(两直线相交);
    • 无解:(\frac{a_1}{a_2} = \frac{b_1}{b_2} \neq \frac{c_1}{c_2})(两直线平行);
    • 无数解:(\frac{a_1}{a_2} = \frac{b_1}{b_2} = \frac{c_1}{c_2})(两直线重合)。
  4. 应用:行程问题、工程问题、利润问题、几何问题等,核心是设未知数、列方程组、求解并检验。

知识点梳理表格

类别 内容要点
定义 含有两个未知数,且未知数次数均为1的方程组
标准形式 (\begin{cases} a_1x + b_1y = c_1 \ a_2x + b_2y = c_2 \end{cases})
解法步骤 代入消元:①解一个方程;②代入;③求解;④回代
加减消元:①系数化同;②加减;③求解;④回代
解的判定 唯一解:(\frac{a_1}{a_2} \neq \frac{b_1}{b_2})
无解:(\frac{a_1}{a_2} = \frac{b_1}{b_2} \neq \frac{c_1}{c_2})
无数解:(\frac{a_1}{a_2} = \frac{b_1}{b_2} = \frac{c_1}{c_2})
常见应用 行程问题(速度、时间、路程)、工程问题(效率、时间、工作量)、利润问题(进价、售价、利润)

实际应用举例

例题:某商店购进甲、乙两种商品,甲种商品每件进价20元,售价25元;乙种商品每件进价18元,售价20元,若该商店购进甲、乙两种商品共30件,且全部售完后总利润为135元,求甲、乙两种商品各购进多少件?
:设甲种商品购进 (x) 件,乙种商品购进 (y) 件,则:
[ \begin{cases} x + y = 30 \ (25 - 20)x + (20 - 18)y = 135 \end{cases} ]
化简得 (\begin{cases} x + y = 30 \ 5x + 2y = 135 \end{cases}),解得 (x = 25),(y = 5)。
答:甲种商品购进25件,乙种商品购进5件。

相关问答FAQs

问题1:什么情况下二元一次方程组无解或有无穷多解?
解答:当两个方程对应的直线平行(即 (\frac{a_1}{a_2} = \frac{b_1}{b_2} \neq \frac{c_1}{c_2}))时,方程组无解,因为两直线无交点;当两直线重合(即 (\frac{a_1}{a_2} = \frac{b_1}{b_2} = \frac{c_1}{c_2}))时,方程组有无穷多解,因为重合直线上的所有点都满足方程组。

问题2:如何选择代入消元法和加减消元法?
解答:代入消元法适用于某个未知数系数为±1的方程(如 (x = 2y + 1) 或 (y = -3x)),此时代入后计算简便;加减消元法适用于同一未知数系数成倍数关系或易化为同倍数的方程(如 (2x + 3y = 7) 与 (4x + 5y = 11)),通过系数变形后可直接加减消元,若系数较复杂,可优先考虑加减消元法以减少分数运算。

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