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    新教材人教B版步步高学习笔记【同步学案】第二章 2.1.3 方程组的解集
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    2021学年第二章 等式与不等式2.1 等式2.1.3 方程组的解集学案设计

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    这是一份2021学年第二章 等式与不等式2.1 等式2.1.3 方程组的解集学案设计,共12页。学案主要包含了一次方程组的解集,二元二次方程组的解集,一次方程组的应用等内容,欢迎下载使用。

    2.1.3 方程组的解集
    学习目标 1.会用代入法解二元一次方程组和三元一次方程组.2.掌握二元二次方程组的解法.3.能够根据具体的数量关系,列出一次方程组解决简单的实际问题.
    导语
    我国古代数学著作《张丘建算经》中记载百鸡问题:“今有鸡翁一,值钱五;鸡母一,值钱三;鸡雏三,值钱一.凡百钱,买鸡百只,问鸡翁、鸡母、鸡雏各几何?”如果设鸡翁、鸡母、鸡雏个数分别为x,y,z,且x,y,z为自然数,则当z=81时,我们如何求x,y的值呢?这节课我们一起研究方程组的解集问题.
    一、一次方程组的解集
    问题1 如果有一方程组为
    那么适合方程①吗?适合方程②吗?
    提示 均适合,并且{(x,y)|x=8,y=11}为两方程解集的交集.
    问题2 如何求方程组的解集呢?三元一次方程组呢?
    提示 可以通过消元法求解.
    知识梳理
    方程组的解集的概念
    一般地,将多个方程联立,就能得到方程组.方程组中,由每个方程的解集得到的交集称为这个方程组的解集
    方程组的解集的解法
    求方程组解集的过程要不断应用等式的性质,常用的方法是消元法

    注意点:
    1.消元法包括加减消元法和代入消元法.
    2.解多元方程组关键是“消元”,解高次方程组关键是“降次”.
    3.当方程组中未知数的个数大于方程的个数时,方程组的解集可能含有无穷多个元素.此时,如果将其中一些未知数看成常数,那么其他未知数往往能用这些未知数表示出来.
    例1 求下列方程组的解集:
    (1)
    (2)
    解 (1)已知
    由①得x=2y+1,③
    把③代入②,得2y+1+3y=6,
    解得y=1.把y=1代入③得x=3,
    所以原方程组的解为
    所以原方程组的解集为{(3,1)}.
    (2)已知方程组
    ①+②,得5x-z=14.
    ①+③,得4x+3z=15.
    解方程组得
    把x=3,z=1代入③,得y=8.
    所以原方程组的解集为{(3,8,1)}.
    反思感悟 (1)解方程组的最主要方法是代入消元法和加减消元法.
    (2)解三元一次方程组在确定消去哪个未知数时,要从整体考虑,一般选择消去可以使计算量相对较小的未知数;消去的未知数一定是同一未知数.
    跟踪训练1 求方程组的解集.
    解 已知方程组
    ①-②×2,得5y-3z=8,④
    ③-②,得3y-3z=6,⑤
    由④⑤组成二元一次方程组
    解这个二元一次方程组,得
    把y=1,z=-1代入②,得x=2,
    所以原方程组的解集为{(2,1,-1)}.
    二、二元二次方程组的解集

    例2 解方程组
    解 已知方程组
    方法一 由②得x=2y+5,③
    将③代入①,得(2y+5)2+2y(2y+5)+y2=4.
    整理,得3y2+10y+7=0.解得y1=-,y2=-1.
    把y1=-代入③,得x1=,
    把y2=-1代入③,得x2=3.
    所以原方程组的解是或
    所以原方程组的解集为.
    方法二 由①得(x+y)2=4,
    即x+y=2或x+y=-2.
    原方程组转化为或
    解得或
    所以原方程组的解集为.
    反思感悟 这种类型的方程组主要的方法是代入消元法,转化为一个一元二次方程,之后再“回代”.如果能分解成两个二元一次方程,就可以分别联立成二元一次方程组再解(如本例方法二).
    跟踪训练2 解方程组
    解 已知
    由方程②,得y=1-x,③
    把方程③代入方程①,得x2+(1-x)2=1.
    整理,得x2-x=0.解得x1=0,x2=1.
    把x1=0代入方程③,得y1=1;
    把x2=1代入方程③,得y2=0.
    原方程组的解是或
    即其解集为{(0,1),(1,0)}.

    例3 求方程组的解集.
    解  已知方程组
    由①得x2-y2-5(x+y)=0⇒(x+y)(x-y)-5(x+y)=0⇒(x+y)(x-y-5)=0,
    ∴x+y=0或x-y-5=0,
    ∴ 原方程组可化为两个方程组

    解这两个方程组,
    得原方程组的解集是{(-1,-6),(6,1),(,-),(-,)}.
    反思感悟 解“二·二”型的二元二次方程组的基本思想仍是“转化”,转化的方法是“降次”“消元”.
    (1)当方程组中只有一个可分解为两个二元一次方程的方程时,可以转化为 “二·一”型方程组.
    (2)当方程组中两个二元二次方程都可分解为两个二元一次方程时,可以转化为四个二元一次方程组.
    跟踪训练3 解方程组
    解 方程组可化为
    即为或
    或或
    解得或或或
    所以原方程组的解集为.
    三、一次方程组的应用
    例4 医院用甲、乙两种原料为手术后的病人配制营养品,每克甲原料含0.5单位蛋白质和1单位铁质,每克乙原料含0.7单位蛋白质和0.4单位铁质.若病人每餐需35单位蛋白质和40单位铁质,则每餐甲、乙两种原料各多少克恰好满足病人的需要?
    解 设每餐甲、乙两种原料各需x g,y g,则有下表:

    甲原料x g
    乙原料y g
    所配的营养品
    其中所含蛋白质
    0.5x单位
    0.7y单位
    (0.5x+0.7y)单位
    其中所含铁质
    x单位
    0.4y单位
    (x+0.4y)单位

    根据题意及上述表格,可列方程组

    化简,得
    ①-②,得y=30,
    把y=30代入②中,得x=28.
    答 每餐需甲种原料28 g,乙种原料30 g.
    反思感悟 用一次方程组解决实际问题的步骤
    (1)审题:弄清题意和题目中的数量关系.
    (2)设元:用字母表示题目中的未知数.
    (3)列方程组:根据2个等量关系列出方程组.
    (4)解方程组:利用代入消元或加减消元解出未知数的值.
    (5)检验并答:检验所求的解是否符合实际意义,然后作答.
    跟踪训练4 水果市场将120吨水果运往各地商家,现有甲、乙、丙三种车型供选择,每辆车的运载能力和运费如下表所示:(假设每辆车均满载)
    车型



    汽车运载量(吨/辆)
    5
    8
    10
    汽车运费(元/辆)
    400
    500
    600

    (1)若全部水果都用甲、乙两种车型来运送,需运费8 200元,问分别需甲、乙两种车型各几辆?
    (2)市场可以调用甲、乙、丙三种车型参与运送(每种车型至少1辆),已知它们的总辆数为16,你能通过列方程组的方法分别求出几种车型的辆数吗?
    解 (1)设需甲车型x辆,乙车型y辆,
    得解得
    答 需甲车型8辆,乙车型10辆.
    (2)设需甲车型x辆,乙车型y辆,丙车型z辆,

    消去z得5x+2y=40,x=8-y,
    因为x,y是正整数,且不大于16,得y=5,10,
    由z是正整数,解得或
    有两种运送方案:
    ①甲车型6辆,乙车型5辆,丙车型5辆;
    ②甲车型4辆,乙车型10辆,丙车型2辆.

    1.知识清单:
    (1)求一次方程组的解集.
    (2)求二元二次方程组的解集.
    (3)一次方程组的实际应用.
    2.方法归纳:代入消元法、加减消元法.
    3.常见误区:消元不恰当造成运算烦琐.


    1.若x,y满足方程组则x+y的值是(  )
    A.5 B.-1 C.0 D.1
    答案 A
    解析 
    方法一 ②×2-①,得3y=9,解得y=3.
    把y=3代入②,得x=2.
    所以x+y=2+3=5.
    方法二 由①+②,得3x+3y=15.
    化简,得x+y=5.
    2.求方程组的解集时,要使运算简便,消元的方法应选取(  )
    A.先消去x B.先消去y
    C.先消去z D.以上说法都不对
    答案 B
    解析 根据系数特点,先消去y最简便,故选B.
    3.如果的解是正数,那么a的取值范围是(  )
    A.(-∞,2) B.
    C. D.
    答案 C
    解析 由解得
    由即
    解得-2 4.方程组的解集为________.
    答案 {(-2,-1),(1,2)}
    解析 ∵
    ∴-x2+3=x+1,
    ∴x2+x-2=0,
    ∴(x+2)(x-1)=0,
    ∴x=1或x=-2,分别代入y=x+1可得或
    ∴方程组的解集为{(-2,-1),(1,2)}.
    5.已知方程x+3y=5,请写出一个二元一次方程,使它与已知方程所组成的方程组的解为这个方程可以是________.
    答案 x-4y=0(答案不唯一)
    解析 设所写出的二元一次方程为y=kx+b(k≠0).
    把(4,1)代入y=kx+b,得1=4k+b,
    令b=0,则k=,
    ∴这个方程可以是y=x,即x-4y=0.


    1.若方程组的解集是{(1,-1)},则a,b为(  )
    A. B.
    C. D.
    答案 B
    解析 将x=1,y=-1代入方程组,
    可解得a=1,b=0.
    2.(多选) 方程组的解集为(  )
    A.{-1,2} B.{(-1,2)}
    C. D.
    答案 BD
    解析 由
    ①+②×4得,27x+27=0,得x=-1,
    代入①得y=2.
    所以方程组的解是
    3.某校运动员分组训练,若每组7人,余3人;若每组8人,则缺5人.设运动员人数为x人,组数为y组,则列方程组为(  )
    A. B.
    C. D.
    答案 C
    解析 根据组数×每组7人=总人数-3人,得方程7y=x-3;
    根据组数×每组8人=总人数+5人,得方程8y=x+5.
    列方程组为
    4.若二元一次方程3x-y=7,2x+3y=1,y=kx-9有公共解,则k的取值为(  )
    A.3 B.-3 C.-4 D.4
    答案 D
    解析 由得
    代入y=kx-9得-1=2k-9,解得k=4.
    5.(多选)方程组的解集的子集有(  )
    A.{(3,5),(-1,-3)} B.{(2,6)}
    C.{(-1,-3)} D.{2,6}
    答案 AC
    解析 
    由①得y=2x-1,代入②得
    3x2-2x-(2x-1)2=-4,
    整理得x2-2x-3=0,
    解得或
    故方程组的解集为{(3,5),(-1,-3)}.
    6.已知二元一次方程2x-3y-5=0的一组解为则6b-4a+3=________.
    答案 -7
    解析 ∵是二元一次方程2x-3y-5=0的解,
    ∴2a-3b-5=0,即2a-3b=5,
    ∴6b-4a+3=-2(2a-3b)+3=-2×5+3=-10+3=-7.
    7.三元一次方程组的解集是________.
    答案 {(1,-1,-2)}
    解析 已知
    由①+②,得2x+4y=-2,即x+2y=-1,④
    由②×3+③,得3x+11y=-8,⑤
    ④⑤组成二元一次方程组得
    解得把y=-1代入②中,得z=-2.
    故方程组的解是
    8.已知A={(x,y)|x2+4y2-4=0},B={(x,y)|x-2y-2=0},则A∩B=____________.
    答案 {(2,0),(0,-1)}
    解析 已知
    由②得x=2y+2,③
    把③代入①,整理得8y2+8y=0,
    即y(y+1)=0,解得y1=0,y2=-1,
    把y1=0代入③,得x1=2,
    把y2=-1代入③,得x2=0,
    所以原方程组的解是或
    即其解集是{(2,0),(0,-1)}.
    即A∩B={(2,0),(0,-1)}.
    9.已知是二元一次方程组的解,求的值.
    解 把代入二元一次方程组
    得解得
    ∴原式===4.
    10.善于思考的小军在解方程组时,采用了一种“整体代换”方法:将方程②变形为4x+10y+y=5,即2(2x+5y)+y=5③,将方程①代入③得2×3+y=5,∴y=-1,将y=-1代入①得x=4,∴方程组的解为请你解决以下问题:
    (1)模仿小军的“整体代换”法解方程组
    (2)已知x,y满足方程组求整式x2+4y2+xy的值.
    解 (1)由题知方程组为
    将方程②变形为9x-6y+2y=19,
    即3(3x-2y)+2y=19,③
    将方程①代入③得3×5+2y=19,解得y=2;将y=2代入①得x=3,
    ∴方程组的解为
    (2)由题知方程组为
    由①得3(x2+4y2)=47+2xy,
    即x2+4y2=,③
    把方程③代入②得2×+xy=36,
    解得xy=2,将xy=2代入③得x2+4y2=17,
    ∴x2+4y2+xy=17+2=19.

    11.读书能陶冶我们的情操,给我们知识和智慧.我国古代数学名著《算法统宗》中有以下问题:毛诗春秋周易书,九十四册共无余,毛诗一册三人读,春秋一册四人呼,周易五人读一本,要分每样几多书,就见学生多少数,请君布算莫踌躇.由此可推算,学生人数为(  )
    A.120 B.130 C.150 D.180
    答案 A
    解析 设毛诗有x本,春秋有y本,周易有z本,学生人数为m,
    则解得
    12.已知|x-z+4|+|z-2y+1|+|x+y-z+1|=0,则x+y+z等于(  )
    A.9 B.10 C.5 D.3
    答案 A
    解析 由题意,得
    ③-①,得y=3.
    把y=3代入②,得z=5.
    把z=5代入①,得x=1.
    所以x+y+z=1+3+5=9.
    13.(多选)已知关于x,y的方程组其中-3≤a≤1,下列选项中,正确的是(  )
    A.是方程组的解
    B.当a=-2时,x,y的值互为相反数
    C.当a=1时,方程组的解也是方程x+y=4-a的解
    D.若x≤1,则1≤y≤4
    答案 BCD
    解析 解方程组得
    ∵-3≤a≤1,∴-5≤x≤3,0≤y≤4,
    A中,不符合-5≤x≤3,0≤y≤4,结论错误.
    B中,当a=-2时,x=1+2a=-3,y=1-a=3,x,y的值互为相反数,结论正确.
    C中,当a=1时,x+y=2+a=3,4-a=3,方程x+y=4-a两边相等,结论正确.
    D中,当x≤1时,1+2a≤1,解得a≤0,且-3≤a≤1,
    ∴-3≤a≤0,∴1≤1-a≤4,∴1≤y≤4,结论正确.
    14.甲、乙、丙三个正整数的和为100,将甲数除以乙数或将丙数除以甲数,所得的商都是5,余数都是1,则甲、乙、丙分别为________.
    答案 16,3,81
    解析 设甲、乙、丙分别为x,y,z,
    所以x+y+z=100,
    =5余1⇒x=5y+1,
    =5余1⇒z=5x+1,
    组成三元一次方程组解得

    15.关于x,y的方程3kx+2y=6k-3,对于任意k的值都有相同的解,则方程的解集为________.
    答案 
    解析 方程可化为k(3x-6)+2y+3=0,
    由题意得解得
    16.k为何值时,方程组
    (1)有一组实数解,并求出此解;
    (2)有两组不相等的实数解;
    (3)没有实数解.
    解 将①代入②,整理得k2x2+(2k-4)x+1=0,③
    当k≠0时,Δ=(2k-4)2-4×k2×1=-16(k-1).
    (1)当k=0时,y=2,则-4x+1=0,
    解得x=,
    方程组的解为
    当即k=1时,原方程组有一组实数解,
    将k=1代入原方程组得
    解得
    所以当k=0或k=1时,
    此方程组有一组实数解,
    且此解为或
    (2)当即k<1且k≠0时,原方程组有两组不相等的实数解,
    所以当k<1且k≠0时,
    原方程组有两组不相等的实数解.
    (3)当时,即当k>1时,方程组无实数解.
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