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初一数学专题四 再谈一次方程组与不等式(组) 华东师大版
【本讲教育信息】
一. 教学内容:
专题四 再谈一次方程组与不等式(组)
二、知识点分析
1. 挖掘一次方程组蕴涵的思想方法
⑴“转化”思想
“转化”思想就是将复杂的、陌生的问题迁移为简单的、熟悉的问题进行求解,这是学习新知识,研究新问题的一种基本方法.本章中二元一次方程组的解法的实质就是借助“消元”(加减消元和代入消元是两种最常见的消元方法)的方法将“二元”转化为“一元”.
⑵方程的思想
将数量关系转化为方程(组)的形式,通过解方程(组)使问题得以解决的思维形式就是方程的思想,本章中有关计算和解决有关应用题将运用这种思想。用方程的思想解决往往比用其它方法简捷、方便得多。
⑶整体思想
当一个问题中未知数较多,一个一个求解比较复杂,或有时不能求解时,可将其中满足某一共同特性的某一个固定代数式看作一个整体,在运算和求解时整体参与,这样有时可使运算简捷,这种方法是整体思想的体现,解方程组时有时也需用到这种思想和方法.
⑷数形结合的思想
⑸“换元”思想
换元法在初中代数中的应用非常广泛,它通过用一个字母表示一个整体进行变量替换,将形式简化,将问题转化,从而起到化繁为简,化隐为显,化难为易的目的,本章中呈现形式较复杂的一些方程组的解法多采用这种方法。
2. 利用数轴确定不等式(组)中待定字母的取值
已知一个不等式(组)的解的情况,求其待定字母的取值,是一类灵活性较强的问题.利用数轴通过“数”与“形”的结合来解决问题将会减少理解上的难度,更能直观地求出字母的取值范围。近几年,各地的中考试题中经常涉及到这一类问题,本讲将从几道例题的解法来介绍利用数轴解决这类问题的方法,希望对大家能有所帮助.
三、典型例题
例1. 解方程组
分析1: 由于①中x系数为1,可将①变形为x=-2y-2③,然后将③代入②,消去x,得到关于y的一元一次方程.从中求出y,然后将y代入③中求x.
解法1: 由①得x=-2y-2, ③
③代入②中得7(-2y-2)-4y=-41,y=.
将y=代入③中得x=-5.∴
说明:本题通过“代入”达到消元的目的,将解二元一次方程组的问题转化为解一元一次方程的问题.
分析2:①和②中y的符号相反,且系数成2倍关系,故将①×2+②可消去y.
解法2:①×2+②得9x=-45,x=-5.
将x=-5代入①中得y=.∴
说明:本题通过“加减消元”,同样将解二元一次方程组的问题转化为解一元一次方程的问题.
例2. 已知与是同类项,求m、n的值.
分析: 同类项要求相同字母的指数相同,故有解这个方程组可求得m、n.
解: 依题意有解得
说明:本题运用了转化的思想.第一,根据同类项的意义,将求解问题转化为解关于m、n的二元一次方程组的问题.第二,运用“消元”的方法,将解二元一次方程组问题转化为解一元一次方程问题,当然本题还运用了方程的思想.
例3. 古代有这样一个寓言故事:驴子和骡子一同走,它们驮着不同袋数的货物,每袋货物都是一样重的.驴子抱怨负担太重,骡子说:“你抱怨干吗?如果你给我一袋,那我所负担的就是你的两倍;如果我给你一袋,我们才恰好驮的一样多!”那么驴子原来所驮货物的袋数是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
分析:此题中有两个未知量——驴子和骡子各驮的货物的袋数.
问题中有两个等量关系:⑴骡子驮袋数+1袋=2(驴子驮的袋数-1袋);⑵骡子驮袋数-1袋=驴子驮的袋数+1袋.
解: 设驴子驮x袋,骡子驮y袋,根据题意, 得
解这个方程组,得
答:驴子驮5袋,骡子驮7袋.故选A.
说明:列方程(组)解应用题是方程思想在数学中的最典型、最基本的体现,也是方程思想反映的最常见的题型,是中考必考查的考点.
例4. 某班春游,上午8时从学校出发,先沿平路到山脚下,再爬到山顶,在山顶停留1个半小时,沿原路返回学校时已是下午3时30分,已知平路每小时行4千米,上山速度是平路的,下山速度是上山的2倍,求所行全程.
分析:设全程中平路为2x千米,上、下山路各为y千米,则平路所用的时间为小时,上山时间为小时,下山时间为小时,而总时间为15.5-8-1.5=6小时,得到方程++=6.从而求解.
解:设全程中平路为2x千米,上、下山路各为y千米,依题意有++=6.
6x+2y+4y=72,所以2x+2y=24.
答:全程为24千米.
例5. 小明在拼图时,发现8个一样大小的长方形恰好可以拼成一个大的长方形,如图1所示,小红看见了,说:“我来试一试”.结果小红七拼八凑,拼成如图2所示的正方形,中间还留下一个洞,恰好是边长为2mm的小正方形!你能算出每个长方形的长和宽是多少吗?
分析: 本题有两个未知量——长方形的长与宽.观察图形得到两个等量关系:由图1得:长的3倍等于宽的5倍;由图2得:长的2倍+2=长+宽的2倍.
解: 设长方形的长为xmm,宽为ymm,根据题意,得
整理,得解得
答:这些小长方形的长为10mm,宽为6mm.
说明:本题巧妙地运用了两个拼图,建立起小长方形的长与宽的关系,它体现了数与形之间的相互关系,打破了用语言描述两个量之间关系的常规,渗透了数形结合的数学思想.
例6. 如图,在长方形ABCD中,AB=8cm,BC=6cm且△BEC的面积比△DEF的面积大5,求的DF长.
分析: 本题是数形结合题,未知数只有一个,若直接设DF的长为x,不易找出等量关系,可以分步来解,如设△BEC的面积为x,△DEF的面积为y,梯形ABED的面积为z,则有从中求出△ABF的面积y+z=43,再求DF就容易了.
解: 设△BEC的面积为x,△DEF的面积为y,梯形ABED的面积为z,
梯形的面积为
依题意,得
②-①得y+z=43,
即△ABF的面积为43.
设DF的长为a,有
答: DF的长为
注意:⑴本题综合性较强,涉及到的知识有三角形的面积、长方形的面积、看图识图、列方程等.⑵本题解方程组有一定的技巧,要求整体求解.⑶解题思路超出常规,要求我们认真理解题意,努力探索解题方法.
例7. 解方程组
解:设,
则原方程组变为
①+②×9得17u=68,u=4.
将u=4代入②中得v=2.
∴解得
说明:本题借助换元的方法,将复杂的方程组转化为简单的方程组来解决.
例8. 不等式的负整数解只有2个.求m的范围.
解析:的解集为:.
因为不等式的负整数解只有2个.则借助于数轴知:只能在-3与-2之间,
并且可以等于-3.即:-3≤<-2.故m的范围是:-11≤m<-8.
例9. 如果不等式组 无解,则m的取值范围是 .
解析:不等式2x-4≥0的解集为x≥2,借助于数轴分析,如图,可知m<2.
例10. 不等式组有解,则( ).
A. m<2 B. m≥2 C. m<1 D. 1≤m<2
解析:借助下图,可以发现:要使原不等式组有解,表示m的点不能在2的右边,也不能在2上,所以,m<2.故选(A).
例11. 若不等式组的解集中的任何一个x的值均不在2≤x≤5内,则a的范围是 .
解析:解不等式组,得a<x<a+1,借助下图可知,
满足条件的a的取值范围应是:a+1≤2或a≥5.
即a的范围是:a≤1或a≥5.
例12. 已知不等式组的整数解只有3、4.求a和b的范围.
解析:解不等式组得,借助于数轴,如下图知:
2+a只能在2与3之间.只能在4与5之间.
所以:2≤2+a<3 4<≤5
所以:0≤a<1, 9<b≤11.
四、本讲数学思想方法的学习
1. 数学思想方法是解题的灵魂,在解与一次方程组有关的题型中,要体会这些思想方法的应用.
2. 已知不等式(组)解集,求有关字母的取值范围,画数轴运用数形结合的思想可以顺利地解决此类问题.
【模拟试题】(答题时间:60分钟)
一、解下列方程组:
1.解方程组.
2.解方程组
3.解方程组
4.解方程组
5.解方程组
6.解方程组
7.解方程组.
8.解方程组.
二、一次方程(组)的应用:
9.工艺商场按标价销售某种工艺品时,每件可获利45元;按标价的八五折销售该工艺品8件与将标价降低35元销售该工艺品12件所获利润相等.该工艺品每件的进价、标价分别是多少元?
10.某高校共有5个大餐厅和2个小餐厅.经过测试:同时开放1个大餐厅、2个小餐厅,可供1680名学生就餐;同时开放2个大餐厅、1个小餐厅,可供2280名学生就餐.
⑴求1个大餐厅、1个小餐厅分别可供多少名学生就餐;
⑵若7个餐厅同时开放,能否供全校的5300名学生就餐?请说明理由.
.
三、求不等式(组)中字母的取值范围:
11. 已知不等式组的解集为>2,则( )
A.<2 B.≤2 C.>2 D.≥2
12. 若关于的不等式组的解集为<2,则的取值范围是 .
13. 如果不等式组无解,则的取值范围是 .
【试题答案】
一、解下列方程组:
两个方程的常数项相同
1. 解方程组.
解析:这样的方程组的解法是将两个方程相减后再用代入消元法求解.
由①-②得,整理得.再用代入消元法解得.
有一个为未知数的系数相差1
2. 解方程组
解析:这样的方程组的解法是两个方程相减后用代入法求解.
由②-①整理得,用代入消元法解得.
两个未知数的系数之差相等或互为相反数
3. 解方程组
解析:这样的方程组的解法是两个方程相减后用代入法求解.
由①-②整理得.再用代入消元法解得.
两个未知数的系数之和相等且系数互换
4. 解方程组
解析:这样的方程组的解法是两个方程相加、相减后用得到的简单的方程组求解.
由①-②整理得 .③;
由①+②整理得 . ④.
解③、④组成的方程组得.
方程组中某一未知数的系数成倍数关系
5. 解方程组
解析:方程①变形为3x=4y+7;
方程②可以变形为2×3x-7y=19.
把“3x=4y+7”整理代入上式,消去x,解得y=5,代入方程①,求得x=9.所以原方程组的解为.
方程组的两个方程中均含有相同的某一未知数的代数式
6. 解方程组
解析:方程组的两个方程中含有相同的代数式y+2,采用整体代入,消y.
将①代入②,得4[3(x+1)]=x+12,解得x=0,
将x=0代入方程①,求得y=1.
所以,原方程组的解为.
有方程是比例的形式
7. 解方程组.
解析:方程组中含有比例的形式,通常是设出比例系数k,将两个未知数用k表示,再求解.本题可设,得x=5k-1,y=2k+3.③
将③中的两式代入方程②,得3(5k-1)+4(2k+3)=32.
解关于k的方程,得k=1.
将k=1代入③.
解得,.
换元法
解法是设出比例系数k,将两个未知数用k表示,再求解.
8. 解方程组.
解析:注意到两个方程中含有同样结构(x+y)、(x-y),
可以设x+y=a,x-y=b;
原方程组变为.
解这个较为简单的方程组,得,
所以得到新方程组,
解得.
二、一次方程组的应用:
9. 解:设进价为x元,标价为y元.可得方程组:
,解得
答:进价为155元,标价为200元.
10. 解:⑴设1个大餐厅可供名学生就餐,1个小餐厅可供名学生就餐,根据题意,得
解这个方程组,得
答:1个大餐厅可供960名学生就餐,1个小餐厅可供360名学生就餐.
⑵因为,
所以如果同时开放7个餐厅,能够供全校的5300名学生就餐.
三、求不等式(组)中字母的取值范围:
11. 解:由>1,解得>5,即>6,∴>2.
于是原不等式组可简化为:,且不等式组的解集为:>2,
∴根据数轴,必有≤2.故选B.
12. 解:由>,解得>,∴<2.
又<0,即<.
于是原不等式组可简化为:,且该不等式组的解集为<2,
∴根据数轴可知,必有≥2,即≤.
所以的取值范围为≤.
13. 解:由≤0,解得≤.又由≥0,得≥,
于是原不等式组可简化为:,由于该不等式组无解,
结合数轴,可知>.即的取值范围为>.
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