例题 01 方程与方程组的定义辨别 知识清单例题·合组
题目
(1)下列方程中,二元一次方程有几个?
① ;② ;③ ;
④ ;⑤ ;⑥ 。
A. 个 B. 个 C. 个 D. 个
(2)下列哪个是二元一次方程组?
A. B.
C. D.
答案与解析
解析
(1)①⑥符合条件。②只有一元;③含二次项 ;④未知数在分母;⑤含二次项 。所以选 A。
(2)A 含 ;B 整组有 三元;C 含字母分母;只有 D 同时满足条件。
本题结论
(1)A;(2)D。
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一个方程给出一条数量关系,方程组要求几条关系同时成立。本页从“什么样的数对才是解”出发,学习消元,再把方法用到两未知量的实际问题中。
“二元”指整理后实际含有两个未知数;“一次”指每个含未知数的项的总次数是 1;等号两边还必须是整式。
| 检查项目 | 符合的情况 | 要排除的情况 |
|---|---|---|
| 元数 | 单个方程实际含 x,y 两元 | 系数为零,某一元消失 |
| 次数 | 3x−2y=5 | xy 的总次数为 2,不是一次 |
| 整式 | 3x+y=2,分母是常数 | x+y1=2,分母含未知数 |
二元一次方程组由一次整式方程组成,整组实际含两个未知数。不要求组中每一条都同时含两元,如 {x+yx=5,=2 也是二元一次方程组。
一般的二元一次方程可以写成 ax+by=c,其中 a,b 都不为 0。这里 a,b,c 是给定常数,未知数是 x,y,不能把参数也算作一元。
使一个二元一次方程成立的一对数,叫这个方程的一个解,通常写成 {xy=x0,=y0.
方程组的解必须使组内每一个方程同时成立。只满足其中一条,不能算公共解。
| 方程组 | 两条关系的情况 | 解的情况 |
|---|---|---|
| x+y=5, x−y=1 | 两条独立且相容的条件 | 唯一解 x=3,y=2 |
| x+y=5, 2x+2y=10 | 第二条只是第一条的两倍 | 无穷多组解 |
| x+y=5, x+y=6 | 要求同一个和取不同值 | 无解 |
所以,“列了两个方程”不等于“已经能唯一确定两个未知数”。
二元一次方程组要转化成已学过的一元一次方程。这个减少未知数的过程叫消元。
| 方法 | 依据 | 优先使用的情形 |
|---|---|---|
| 代入消元 | 相等的量可以互相替换 | 某一元系数为 1 或 −1,容易表示 |
| 加减消元 | 等式两边分别相加或相减 | 某一元系数相同、互为相反数,或容易配成 |
| 整体代入、换元 | 把重复的同一表达式看成一个量 | 两式反复出现相同的和、差或分式块 |
消元得到的新方程是原组共同推出的关系,但单独这一条通常不足以代替整个方程组。求出一个未知数之后仍要回代;出现 0=0 或 0=5 时,要分别判断条件重复或条件矛盾,不能继续“除以零”。
对 ax+by=c,在实数范围内可以任取一个未知数,再求另一个,因此有无穷多组实数解。限制为整数或正整数后,必须重新筛选。
若 a,b,c 都是整数,且已经有一组整数解 (x0,y0),那么 (x0+bk,y0−ak) 对每个整数 k 都仍是整数解。这说明“有整数解”和“有多少整数解”需要先后判断。
两个未知量不便用一个字母表示时,可以分别设元。关键不是凑够两个等式,而是找出两条不同的数量关系。
| 问题中的信息 | 常用关系 | 需要保留的条件 |
|---|---|---|
| 总数与倍数、差 | 两部分相加等于总数;一部分用另一部分表示 | 单位一致,倍数作用对象明确 |
| 材料配套 | 各部件数量÷每套所需数量相等 | 材料只能加工哪一类、整数限制 |
| 两种行程情景 | 各自路程=各自速度×各自时间 | 起点、方向、先后出发的时间 |
| 增长前后 | 新量=原量×增长因子 | 百分比以哪个时期的量为基数 |
| 图形拼接 | 对齐边长相等;外边周长关系 | 同样大小、无重叠拼接、长宽对应 |
求出方程组的解后,再检查它是否符合题意。负工作时间、分数人数都不能直接成为实际问题的答案。
定义判断按三个条件逐项检查;含参数时,指数条件和系数不为零要同时满足。固定常数作分母不会使式子变成分式,未知数作分母则会。
题目
(1)下列方程中,二元一次方程有几个?
① 2x−5=y;② x−4=1;③ xy=3;
④ 5x+y2=1;⑤ x2−3y=0;⑥ 2x+4y=6。
A. 2 个 B. 3 个 C. 4 个 D. 5 个
(2)下列哪个是二元一次方程组?
A. {2x+y−xy3x−2y=1,=3 B. {3x5x−4z=y−1,=7
C. ⎩⎨⎧x+y25x+y=5,=3 D. {x−2y3x+y=14,=9
解析
(1)①⑥符合条件。②只有一元;③含二次项 xy;④未知数在分母;⑤含二次项 x2。所以选 A。
(2)A 含 xy;B 整组有 x,y,z 三元;C 含字母分母;只有 D 同时满足条件。
本题结论
(1)A;(2)D。
题目
若 (a−2)x+y∣a−1∣=0 是关于 x,y 的二元一次方程,求 a。
解析
y 项为一次,要求 ∣a−1∣=1,得到 a=0 或 a=2。
还要有 a−2=0,否则 x 项消失。排除 a=2;当 a=0 时方程是 −2x+y=0,符合定义。
本题结论
a=0。
判定一个数对是不是解,按字母位置代入;已知某个数对是解,则把它代入,得到关于参数的等式。数对是方程组的解时,每一条原式都可用,不能只用第一条。
题目
(1)(2023 江苏无锡)下列数对中,不是 2x+y=4 的解的是哪一个?
A. (1,2) B. (2,0) C. (21,3) D. (−2,4)
(2)已知 x=2,y=3 是 ax−3y=3 的解,a 的值为多少?
A. 61 B. 6 C. 31 D. 3
(3)若 {3x−yx+my=m,=n 的解是 x=1,y=2,求 ∣m−n∣。
解析
(1)A、B、C 代入左边依次为 4,4,4;D 为 2(−2)+4=0=4,选 D。
(2)2a−9=3,所以 2a=12,a=6,选 B。
(3)第一式给 m=3−2=1;再代第二式,n=1+2m=3。最后求绝对值:∣m−n∣=∣1−3∣=2。
本题结论
(1)D;(2)B;(3)2。
先由两个量都为正确定有限范围,再用整除条件筛选,最后列出数对或计数。计数时一组数量是一种方案,不把不同排列、切割顺序重复计入。
题目
(1)求 4x+y=20 的所有正整数解。
(2)小碗每个 3 元,大碗每个 4 元,花 30 元买这两种碗,两种都买。有哪些数量方案?
(3)(2023 黑龙江齐齐哈尔)把长 150 cm 的铁丝全部截成 10 cm、20 cm 两种长度,每种至少一段。有多少种数量方案?
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
解析
(1)y=20−4x>0,所以 0<x<5。依次取 x=1,2,3,4,得到 (x,y)=(1,16)、(2,12)、(3,8)、(4,4)。x=5 时 y=0,不符合正整数条件。
(2)设小碗 x 个、大碗 y 个,则 3x+4y=30,x,y≥1 且为整数。由 4y≤27 得 1≤y≤6;30−4y 是 3 的倍数,故 y 是 3 的倍数。只有 y=3,6,对应 x=6,2。
(3)设两种段数分别为 x,y,有 10x+20y=150,即 x=15−2y。由 x,y≥1 得 y=1,2,…,7,对应 x 依次为 13、11、9、7、5、3、1,共 7 种,选 C。
本题结论
(1)(1,16)、(2,12)、(3,8)、(4,4);(2)小碗6个、大碗3个,或小碗2个、大碗6个;(3)C。
有单位系数时先考虑代入;同系数相减、互为相反数相加;其他情况先倍乘整条等式配系数。无论选哪条路,消元后都要回代。
题目
用代入法解 {x−2y3x−8y=3,=13.
解析
由第一式得 x=3+2y,代入第二式:
3(3+2y)−8y=13⇒9−2y=13⇒y=−2.
回代得 x=3+2(−2)=−1。检验:−1−2(−2)=3,3(−1)−8(−2)=13,两式都成立。
本题结论
{xy=−1,=−2.
题目
(1)对 {3x+2yx+2y=2,1◯=0,2◯,1◯−2◯ 消去哪个未知数?得到什么一元一次方程?
(2)用加减法解 {2x−5y3y+2x=7,=−1.
(3)(2024 江苏苏州)解 {2x+y2x−3y=7,=3.
解析
(1)(3x+2y)−(x+2y)=2−0,所以消去 y,得到 2x=2。若继续求全组解,则 x=1,y=−21。
(2)第一式减第二式:(2x−5y)−(2x+3y)=7−(−1),即 −8y=8,故 y=−1。回第一式 2x+5=7,得 x=1。
(3)第一式减第二式:4y=4,得 y=1;回代 2x+1=7,得 x=3。
三个问题都利用相同系数消元,减法的作用范围都是整条等式,不能只减选中的未知项。
本题结论
(1)消去 y,得 2x=2;(2)x=1,y=−1;(3)x=3,y=1。
题目
用加减法解 {3(x−1)2(x+2)=2(y+1),=15−5(y−1).
解析
先去括号、移项:
{3x−2y2x+5y=5,1◯=16.2◯
1◯×2 得 6x−4y=10;2◯×3 得 6x+15y=48。后式减前式得 19y=38,所以 y=2。回代 3x−4=5,得 x=3。
检验原括号式:3(3−1)=2(2+1)=6,2(3+2)=15−5(2−1)=10。
本题结论
x=3,y=2。
先观察能否直接求出重复块,或通过两式相加、相减得到题目所求的组合。只有结构确实重复时才换元;新变量取名后写清定义,算完必须回到原变量。
题目
(1)解 ⎩⎨⎧59(x+y)32x+23(x+y)=18,=18.
(2)(2023 辽宁朝阳){2x+yx+2y=2a+1,=a−1 的解满足 x−y=4,求 a。
解析
(1)第一式直接给出 x+y=10。代入第二式,32x+15=18,得到 x=29,再由和为 10 得 y=211。
(2)两式相减,左边是 x−y,右边是 (2a+1)−(a−1)=a+2。因此 a+2=4,a=2。回验此时 x=3,y=−1,满足原两式与差为 4 的条件。
本题结论
(1)x=29,y=211;(2)a=2。
题目
乐乐解 {3(m+5)−2(n+3)3(m+5)+2(n+3)=−1,=7 时,设 X=m+5,Y=n+3,得到
{3X−2Y3X+2Y=−1,=7.
解得 X=1,Y=2,再回换得到 m=−4,n=−1。
仿照这个方法,解 ⎩⎨⎧3x+y+5x−y3x+y−5x−y=4,=−2.
解析
设 M=3x+y,N=5x−y,则 M+N=4,M−N=−2。相加得 M=1,相减得 N=3。
这还不是原未知数的值。 回换:
{x+yx−y=3,=15⇒x=9, y=−6.
检验原两块分别为 1,3,和为 4、差为 −2。题内示范也一样:X=1 代表 m+5=1,并不代表 m=1。
本题结论
x=9,y=−6。
题目
(2024 江苏宿迁题,明确唯一解条件)已知 {ax+ycx−y=b,=d 的唯一解是 x=3,y=−2。求 {ax+2ycx−2y=2a+b,=2c+d 的解。
解析
把新组整理成 a(x−2)+2y=b,c(x−2)−2y=d。设 X=x−2,Y=2y,它正好成为已知的方程组。因此 X=3,Y=−2,回换得 x=5,y=−1。
这里用到的是已知组的唯一解。若只知道它“有一组解”为 (3,−2),只能推出新组有对应的一组解,不能断言没有其他解。原组相加得 (a+c)x=b+d,唯一解条件要求 a+c=0。
本题结论
x=5,y=−1。
“两个方程组同解”时,先用不含参数的两式确定公共数对,再代含参数的式子。“看错系数”题则相反:某人的错解只能代入他没有看错的那条原方程。
题目
方程组 {4x+yax−by=3,=−5 与 {3x+2yax+by=1,=1 有相同的解,求 a2−b2。
解析
先解 4x+y=3,3x+2y=1:第一式乘 2 减第二式,得 5x=5,故 x=1,y=−1。
代入参数式,得 a+b=−5,a−b=1,所以
a2−b2=(a+b)(a−b)=−5×1=−5.
也可解得 a=−2,b=−3;代回两个原组,数对 (1,−1) 均成立,且两组都不会退化。
本题结论
a2−b2=−5。
题目
原方程组为 {ax+5y4x−by=15,1◯=−2.2◯ 甲只看错①中的 a,得到 x=−3,y=−1;乙只看错②中的 b,得到 x=5,y=4。求原来的 a,b。
解析
| 人物 | 可信的原式 | 代入后所得 |
|---|---|---|
| 甲 | 没看错的② | 4(−3)−b(−1)=−2,故 b=10 |
| 乙 | 没看错的① | 5a+5×4=15,故 a=−1 |
不能把甲的数对代入原①求 a,因为甲解的是已经看错系数的另一条方程;乙同理。
本题结论
a=−1,b=10。
列式前先用文字写出两条等量关系。设元可直接也可间接,但同一个字母在所有等式中含义不变。不同情景用同一速度、单价等量时,要确认题设允许共用。
题目
(1)某年级有 246 人,男生比女生的 2 倍少 3 人。设女生 x 人、男生 y 人,列方程组。
(2)(2024 江苏盐城)一条绳索比竿子长 5 尺,把绳索对折后又比竿子短 5 尺。求竿子的长度。
(3)(2024 山西)按题设数据,每吨废旧智能手机提炼出的白银比黄金多 760 克;2.5 吨提炼出的黄金与 0.6 吨提炼出的白银质量相等。每吨能提炼出黄金、白银各多少克?
解析
(1)人数和、倍数差分别给 x+y=246,y=2x−3。若求人数,则 3x−3=246,得女生 83 人、男生 163 人。
(2)设绳长 x 尺、竿长 y 尺,则 x=y+5,2x=y−5。把前式代入后式:y+5=2y−10,故 y=15,x=20。题问竿长,答 15 尺。
(3)设每吨提炼黄金 x 克、白银 y 克,则 y=x+760,2.5x=0.6y。代入得 1.9x=456,所以 x=240,y=1000。两种总提炼量均为 600 克,这是核验用的中间量,不是“每吨”的答案。
本题结论
(1)x+y=246,y=2x−3;(2)15尺;(3)黄金240克、白银1000克。
题目
A、B 两地相距 42 千米,甲、乙分别从 A、B 出发。相向而行时,甲比乙早 1.5 小时出发,乙出发 4 小时后相遇。另一次两人仍从各自原起点出发,均沿 B→A 方向走,乙比甲早 8 小时出发,甲出发 5 小时后,乙超出甲 3 千米。两人的速度各自不变,求甲、乙的速度。
解析

设甲速 x、乙速 y,单位为千米/时。
| 情景 | 甲走的时间 | 乙走的时间 | 等量关系 |
|---|---|---|---|
| 相向 | 1.5+4=5.5 | 4 | 5.5x+4y=42 |
| 同向 | 5 | 8+5=13 | 13y=42+5x+3 |
同向时起点相距 42 千米,不能只写两人路程差为 3。
第一式乘 2 得 11x+8y=84;第二式整理为 −5x+13y=45。两式分别乘 5,11 后相加,得 183y=915,所以 y=5,回代 x=4。
核验相向路程 22+20=42;同向乙走 65,等于 42+20+3。
本题结论
甲4千米/时,乙5千米/时。
题目
四个形状、大小一样的小长方形按图拼成大长方形。大长方形的周长为 12 cm,求小长方形的周长。
解析
设小长方形宽 x cm、长 y cm。
因此 {2x2y+2x=y,=6,解得 x=1,y=2。小长方形周长为 2(x+y)=6 cm。
注意半周长包含大长方形的一长一宽,不能漏掉其中一个 y。
本题结论
小长方形周长为6厘米。
加工材料数与产出部件数不是同一个量。先按“部件数÷每套所需数”配平;题目要求“最多”时,还应说明任何方案都不能超过所得数量,而不是仅因解出一组整数就宣称最优。
题目
每根铝合金材料可以做竖柱 5 根或者横梁 8 根,而且只能做其中一种。每个窗框用 2 根竖柱、3 根横梁。现有 310 根材料,怎样分配才能做出最多的窗框?
解析
设用 x 根材料做竖柱、y 根做横梁。全部使用且恰好配套时,
x+y=310,25x=38y,
即 15x=16y。解得 x=160,y=150,产出竖柱 800 根、横梁 1200 根,恰好组成 400 个窗框。
为什么不会有更多? 若做 N 个窗框,至少需要 52N 根材料供应竖柱,83N 根供应横梁。于是
52N+83N=4031N≤310⇒N≤400.
上述整数方案达到上界,故确实最优。
本题结论
160根材料做竖柱,150根做横梁,最多400个窗框。
先标出取值范围,再谈解的个数。一个方程有无穷多组实数解,不表示任意范围内都无穷多;零是否能取也会改变计数。
题目
对二元一次方程 x+y=1,下列说法正确的是哪一个?
A. 有一组正整数解 B. 只有有限组解
C. 只有一组非负整数解 D. 有无穷多组整数解
解析
正整数 x,y 至少都为 1,和至少为 2,所以 A 错。实数范围内任取 x=t,都有 y=1−t,所以 B 错。
非负整数解有 (0,1),(1,0) 两组,不是一组,C 错。
令 x=k,y=1−k,每个整数 k 都给出一组整数解,故 D 对。这个结论来自本题的结构,不能推广成“任何二元一次方程都有整数解”。
本题结论
选D。
把一个表达式代替未知数时,原来的外系数仍乘整个表达式;两式相减时,后一式的每一项都要改变符号。倍乘方程则两边每一项都要乘同一个数。
题目
用代入法解 y=1−x, x+2y=4,把第一式代入第二式,正确结果是哪一个?
A. x−2−2x=4 B. x+2−2x=4
C. x+2+x=4 D. x+2−x=4
解析
先写 x+2(1−x)=4,再用分配律得到 x+2−2x=4,所以 B 正确。
A 错在常数符号;C 错在 x 项的符号与倍数;D 漏乘了外系数 2。不要把“代入”与“去括号”混成一步心算。
本题结论
选B。
题目
解 {2x+5y5x−3y=−10,1◯=−1,2◯ 时,下列操作正确的是哪一个?
A. 1◯×3−2◯×5 消去 x
B. 1◯×5+2◯×2 消去 y
C. 1◯×5−2◯×2 消去 x
D. 1◯×3+2◯×2 消去 y
解析
逐项只先检查声称要消去的那一元系数:
| 选项 | 对应系数结果 | 判断 |
|---|---|---|
| A | 2×3−5×5=−19 | x 未消去 |
| B | 5×5+(−3)×2=19 | y 未消去 |
| C | 2×5−5×2=0 | x 消去 |
| D | 5×3+(−3)×2=9 | y 未消去 |
执行 C 时,两式分别变成 10x+25y=−50、10x−6y=−2,相减为 31y=−48;常数项也必须随整式倍乘。
本题结论
选C。
“看到的人数”不一定等于总人数。分别站在每位观察者的位置列数量表,只从他自己所属的那一类减去一人,不是两类都减一。
题目
七(1)班男生戴白帽、女生戴红帽。男生小明说:“我看到白帽比红帽多5顶。”女生小红说:“我看到红帽是白帽数量的 43。”每人能看见全班其他人的帽子,但看不见自己的帽子。求男、女生人数。
解析
设男生 x 人、女生 y 人。
| 观察者 | 看见白帽 | 看见红帽 | 关系 |
|---|---|---|---|
| 小明 | x−1 | y | x−1=y+5 |
| 小红 | x | y−1 | y−1=43x |
第一式得 x=y+6;第二式乘 4 后代入,4y−4=3y+18,得到 y=22,x=28。
回验:小明看见 27 顶白帽与 22 顶红帽;小红看见 21 顶红帽与 28 顶白帽,两个条件都满足。
本题结论
男生28人,女生22人。
“空出一间”减少的是已使用的房间数;“多出几人”增加的是总人数。先写每个量的单位,再决定加减发生在乘法括号内还是括号外。
题目
(2024 四川南充)每间客房住 7 人,有 7 人无房可住;每间住 9 人,则空出一间。设房间 x 间、客人 y 人,可列哪组方程?
A. y=7x−7, y=9(x+1) B. y=7x−7, y=9(x−1)
C. y=7x+7, y=9(x+1) D. y=7x+7, y=9(x−1)
解析
每间住 7 人,全部房间住下 7x 人,还有 7 人,所以总人数 y=7x+7。
每间住 9 人,只使用 x−1 间,故 y=9(x−1)。不能写 9x−1,那相当于少一人而不是空一间。
两式联立也可验证 x=8,y=63:7×8+7=63,9×7=63。
本题结论
选D。
设去年量通常便于使用去年差值,但求出的根仍是去年量。列两年对照表,解后再按各自增长率回到今年,不能把间接设出的中间量直接当答案。
题目
今年“五一”某市外来、外出旅游总人数为 208 万,分别比去年同期增加 20%、10%;去年外来比外出多 20 万。求今年两类旅游人数。
解析
设去年外来 x 万、外出 y 万。
| 类别 | 去年 | 今年 |
|---|---|---|
| 外来 | x | 1.2x |
| 外出 | y | 1.1y |
去年差值给 x−y=20;今年总量给 1.2x+1.1y=208。代 x=y+20,得 2.3y+24=208,所以 y=80,x=100。
回到今年:1.2x=120,1.1y=88,和为 208。只答 100,80,回答的是去年而不是今年。
本题结论
今年外来120万人,外出88万人。
先后工作的时间可以相加,但工作天数必须非负。出现负天数时,应回查数量关系与原始数据;不能为了得到正数自行改题。也可以用效率上下界在求解前检查可行性。
题目
一块面积 12 公顷的荒地,计划甲队先绿化,乙队接替,共用 20 天。甲每天绿化 0.75 公顷,乙每天绿化 0.8 公顷。设甲、乙分别工作 x,y 天,列出方程组,并判断这个计划是否可行。
解析
先后工作,时间不重叠,故 x+y=20;面积相加,故 0.75x+0.8y=12。形式方程组为
{x+y0.75x+0.8y=20,=12.
代入 y=20−x,得 0.75x+16−0.8x=12,所以 x=80,y=−60。负工作时间不符合题意,计划不可行。
也可直接判断:连续工作 20 天,即使每天都按较慢的 0.75 公顷计算,也至少绿化 15 公顷,已经超过题设的 12 公顷。矛盾在给定条件,而不是消元算法。
本题结论
可列上述形式方程组,但没有满足工作时间非负的实际方案。