籃子裡有白色雞蛋 x 顆、褐色雞蛋 y 顆,兩種蛋共 17
顆合計 71 元,已知白色蛋每顆 4 元,褐色蛋每顆 4.5
元,你能求出這兩種蛋各有幾顆嗎?
5
1 – 1 二元一次方程式
第一冊已學習如何利用含一個未 知數的一元一次方程式,解決生活中 的數量問題,本章要進一步學習含有 兩個未知數的問題,從列式到熟練解 方程式的方法,使我們能更靈活且有 效率地解決生活中的問題。
1-1 二元一次方程式
• 二元一次式
• 二元一次式的化簡
• 二元一次方程式
1-2 二元一次聯立方程式
• 二元一次聯立方程
• 代入消去法
• 加減消去法
1-3 應用問題
二元一次聯立方程式
第 章
二元一次式
1
1 1 二元一次方程式
在第一冊我們學習一元一次方程式時,先學習如何根據題意列出含有 x 的 一次式,例如:買每個 10 元的麵包 x 個,一共需付 10x 元。現在為了解決含 有兩個未知數的問題,我們先來學習依據題意列出含 x 與 y 的一次式的方法。
媽媽到麵包店為全家購買早餐,買了每個 25 元的麵包 x 個和每瓶 18 元 的果汁 y 瓶,她一共要付多少元?
1
列二元一次式例
題1 個麵包 25 元, x 個麵包共 25×x=25x(元) ; 1 瓶果汁 18 元, y 瓶果汁共 18×y=18y(元) ; 所以媽媽一共要付(25x +18y)元。
1 為了響應救濟活動,力宏將撲滿中的 x 枚 50 元硬幣與 y 枚 10 元硬幣
全部捐出來,力宏一共捐了 元。
2 心凌買了每張 15 元的卡片 x 張及每張 12 元的卡片 y 張,則心凌一共
要付 元。
50x+10y
15x+12y
1 – 1 二元一次方程式
倒滿每杯容量 x 毫公升的杯子 3 杯,就是倒出了 3x 毫公升的水;
倒滿每杯容量 y 毫公升的杯子 5 杯,就是倒出了 5y 毫公升的水;
所以桶內剩下(5000-3x-5y)毫公升的水。
因為分別倒出了 3x 毫公升及 5y 毫公升的水,
也就是共倒出(3x+5y)毫公升的水,
所以桶內剩下〔5000-(3x+5y) 〕毫公升的水。
一桶 5000 毫公升的水,倒滿每杯容量 x 毫公升的杯子 3 杯,及每杯容量 y 毫公升的杯子 5 杯後,桶內還剩下多少毫公升的水?
2
列二元一次式例
題在例題 1 與例題 2 中,像25x+18y、5000-3x-5y 這種含有兩種文字符號
(二元),且這兩種文字符號的次方都是一次的式子,稱為二元一次式。
例題 1 中,如果媽媽買了 3 個麵包和 2 瓶果汁,即表示 x=3 , y=2 , 所以媽媽應付的錢為 25x+18y =25×3+18×2=75+36=111(元)。
由上面的說明,可以發現:
一個含有 x、y 的二元一次式,當 x 和 y 的值給定後,就可求出該式子的值。
5000-3x-5y 與 5000-(3x+5y)
兩個式子代表的水 量相等。
1 志忠有 83 元,買文具花掉了 x 枚 1 元硬幣與 y 枚 10 元硬幣,則志忠還
有 元。
2 佩君有 200 元,買了每枝 x 元的原子筆 2 枝與每枝 y 元的鉛筆 3 枝後,
還剩下 元。
逐一減去先後倒出的量
一次減去全部倒出的量
83-x-10y
200-2x-3y
或 83-(x+10y)
或 200- (2x+3y)
在下表空格中,填入各二元一次式的值。
1 當 x=2 , y=5 時, 2 當 x=-2 , y=3 時,
3x-4y=3×2-4×5 3x-4y=3× (-2) -4×3 =6-20 =(-6)-12 =-14 =-18
3 當 x=- 2
3 , y=- 5 2 時,
3x-4y=3× (- 2
3 ) -4× (- 5 2 ) =(-2)+10
=8
依據下列各小題的 x 、 y 值,分別求出二元一次式 3x -4y 的值。
1 x=2,y=5 2x=-2,y=3 3x=- 2 3 ,y=- 5 2
3
代入求值例
題二元一次式 3x-4y
x 2
5
-2 3
- 2 3
- 5 2
-14 -18 8
y
二元一次式 2x+7y 3x-5y 10-x-2y
x 1
3
-2
-1
0
-3
0.6
-0.2
- 1 2 5 2 y
我們也可以用表格的方式來呈現例題 3,如下表:
23
-12 3
-11
-1 14
-21 15 16
-0.2 2.8 9.8 33
2
-14 5 1
2
1 – 1 二元一次方程式
二元一次式的化簡
2
6x 與 3y不是同類項,不能再合併。
2x 與 4x 為同類項,2y 與 y 為同類項。
淺灰色塊內的式子,
熟練後可以省略!
學習一元一次式時,對於同類項會先合併化簡,在二元一次式也是如此。
但是,含不同文字符號的項,並不是同類項,是不能合併的。例如在例題 1 中,
25x+18y 是不能再進一步合併的。
化簡下列各式:
1 2x+2y+4x+y 26x-7y-4+y-1 3 3x-4y+9+5x-y-7 4-4x+3y-8-y+5-5x
4
合併同類項例
題以「+」號作區隔,所以 6x-7y=6x+(-7y)。
1 2x + 2y + 4x + y = 2x + 4x + 2y + y = 6x+3y
2 6x-7y-4+y-1
= 6x + (-7y) + (-4) + y + (-1)
= 6x + (-7y) + y + (-4) + (-1)
= 6x + (-6y) + (-5)
= 6x-6y-5
3 3x-4y+9+5x-y-7
= 3x + (-4y) + 9 + 5x + (-y) + (-7)
= 3x + 5x + (-4y) + (-y) + 9 + (-7)
= 8x + (-5y) + 2 = 8x-5y+2
4 -4x+3y-8-y+5-5x
= (-4x) +3y+ (-8) + (-y) +5+ (-5x)
= (-4x) + (-5x) +3y+ (-y) + (-8) +5 = (-9x) +2y+ (-3)
=-9x+2y-3
化簡下列各式:
1 3x+4y+5+2x+3y-3 2 x+4y-3x+2
3 5x-6y-4-6x-2y+4 4-7x+y-6-4y-3-8x
1 2(-2x+3y) 25(2x-3y-1 ) = -4x+6y = 10x-15y-5
3(2x+4y-5 )+(4x-5y+6) 42(3x-y+9)+3(x-2y-5 ) = 2x+4y-5+4x-5y+6 = 6x-2y+18+3x-6y-15 = 6x-y+1 = 9x-8y+3
化簡下列各式:
1 2(-2x+3y) 2 5(2x-3y-1)
3 (2x+4y-5)+(4x-5y+6) 4 2(3x-y+9)+3(x-2y-5)
5
去括號再合併例
題當二元一次式中有括號時,化簡的方法也如同一元一次式,可以先利用分 配律,即 a×(b+c)=a×b+a×c,去掉括號後,再將同類項合併。
5x+7y+2
-x-8y
-2x+4y+2
-15x-3y-9
1 – 1 二元一次方程式
化簡下列各式:
1 3(x+5y) 24(-3x+y-5)
3 (4x-5y-9)+(3x+4y-8) 44(-2x+y+3)+3(x-2y-5)
2x
+
4y-
5 + 4x-
5y+
6 6x-
y+
1也就是 2x+4x=6x 4y+ (-5y)=-y (-5) +6=1
在例題 5 的第 3 小題,也可以將同類項上下對齊,用直式運算記錄如下:
化簡下列各式:
1 2 7x - y +5
+ 3x -5y -9
3x -5y -7
+ -x +8y +8 3x+15y
=4x-5y-9+3x+4y-8
=7x-y-17
-12x+4y-20
=-8x+4y+12+3x-6y-15
=-5x-2y-3
10x -6y -4 2x +3y +1
1 -( 4x+2y-5 )
=(-1)×(4x+2y-5 ) =-4x-2y+5
2 -5(x-2y+3 ) =-5x+10y-15
3 (3x-2y-1 )-(2x+y-3 ) = 3x-2y-1-2x-y+3 = x-3y+2
4 4(3x-2y+1)-3(-2x+4y+3 ) = 12x-8y+4+6x-12y-9
= 18x-20y-5
5 3
2 ( 2x-y+2 )- 1
3 ( 3x+y+6 ) = 3x - 3
2 y +3-x - 1 3 y -2 = 2x - 11
6 y +1 化簡下列各式:
1 -(4x+2y-5) 2-5(x-2y+3)
3 (3x-2y-1)-(2x+y-3) 44(3x-2y+1)-3(-2x+4y+3)
5 3
2 (2x-y+2)- 1
3 (3x+y+6)
6 去括號再合併
例
題括號前面若有「-」號,
則去括號時要將括號內的 每一項都變號。
3
1 – 1 二元一次方程式
化簡下列各式:
1 2
3x -2y -1 - 2x +y -3 x -3y +2
也就是 3x-2x=x -2y-y=-3y (-1) -(-3)=2
3x -5y +2
- 6x -2y -7
-2x +5y -7
- 4x - y -9 化簡下列各式:
1 -(-3x+2y-1) 2-5(-0.4x-y+1.8)
3 (5x+2y-8)-(2x-4y+3) 4-3(2x+3y)-2(5x-4y-9)
5 1 2 (x-y+3)- 2 3 (3x+y-5)
在例題 6 的第 3 小題中,也可以將同類項上下對齊,用直式運算記錄如下:
3x-2y+1 2x+5y-9
=5x+2y-8-2x+4y-3
=3x+6y-11
= 1 2 x- 1 2 y + 3
2 -2x- 2 3 y + 10 3
=- 3 2 x - 7
6 y + 29 6
=-6x-9y-10x+8y+18
=-16x-y+18
-3x -3y +9 -6x +6y +2
二元一次方程式
3
根據下列各問題,列出二元一次方程式︰
1 欣怡買了每枝 15 元的鉛筆 x 枝及每個 12 元的橡皮擦 y 個,一共花了
120 元。可列出二元一次方程式: 。
2 建華有 83 元,買文具花了 x 枚 1 元硬幣和 y 枚 10 元硬幣後,還剩下
21 元。可列出二元一次方程式: 。
3 大小兩整數分別為 x 與 y ,且大數比小數大 10 。
可列出二元一次方程式: 。
4 一矩形的長為 x 公分,寬為 y 公分,且其周長為 20 公分。
可列出二元一次方程式: 。
現在我們來練習將一個二元一次式進一步列成含等號的式子,例如:
1 在第 6 頁例題 1 中,如果媽媽買了 x 個 25 元的麵包和 y 瓶 18 元的果汁,共 花了 147 元,也就是(25x+18y)與 147 都是指媽媽所花的錢,所以依兩者 相等可列得等式:
25x+18y=147 或 147=25x+18y 也可依兩者相減為 0 列得等式:
(25x+18y)-147=0 或 147- (25x+18y)=0
2 在例題 2 中,如果一桶 5000 毫公升的水,倒滿每杯容量 x 毫公升的杯子 3 杯,及每杯容量 y 毫公升的杯子 5 杯後,桶內還剩 2000 毫公升的水,也就是
(5000-3x-5y)與 2000 都是指桶內所剩的水,所以依兩者相等可列得等式:
5000-3x-5y=2000 或 2000=5000-3x-5y 也可依兩者相減為 0 列得等式:
(5000-3x-5y)-2000=0 或 2000- (5000-3x-5y)=0
像上面 25x+18y=147、5000-3x-5y=2000、… … 的式子,只含有兩種 未知數,且兩種未知數的次方都是一次的等式,稱為二元一次方程式。
四個方程式的意義 皆相同,但習慣上 以 25x+18y=147 最為常用。
15x+12y=120
83-x-10y=21
x-y=10 或 x=y+10
2(x+y)=20 或 2 x+2 y=20
或 83-(x+10y)=21
5
1 – 1 二元一次方程式
y
當二元一次方程式中的未知數(如 x 與 y),以一組特定的值代入,可使等 號左右兩邊的值相等時,便稱該組 x、y 的值為此方程式的 解。
例如:二元一次方程式 5x+8y=47 1 當 x=3,y=4 代入時,
左式=5×3+8×4=15+32=47=右式
即等號成立,所以 x=3,y=4 是方程式 5x+8y=47 的解。
2 當 x=1,y=2 代入時,
左式=5×1+8×2=5+16=21≠右式
即等號不成立,所以 x=1,y=2 不是方程式 5x+8y=47 的解。
下列哪幾組 x、y 所代表的數是方程式 -2x+y=3 的解?
1 x=0,y=0 2x=0.4,y=3.8 3x=- 1 4 ,y= 5 2 4x=-1,y=-1
7
解的判斷例
題將 x、y 所代表的數代入式子中,檢驗等號是否成立,如下表:
x 左式=-2x+y 右式=3
0 0 (-2) ×0+0=0
0.4 3.8 (-2) ×0.4+3.8=3
- 1 4
5
2 (-2)×(- 1 4 ) + 5 2 =3
-1 -1 (-2)× (-1)+(-1)=1
3
3
3
3
是否為解?
否
是
是
否
1 下列哪幾組 x、y 所代表的數是方程式 -2x-3y=8 的解?
1 x=-1,y=-2 2 x=-4.3,y=0.2
3 x=4,y=0 4 x=- 3
2 ,y=- 5 3
2 已知 x=1,y=a 與 x=2,y=b 都是方程式 3x+2y=5 的解,求 a、b 的值。
3 國城與乃麟求方程式 2x-3y=12 的解,國城選了四個 x 值,乃麟選了 四個 y 值,分別排成下列兩表。
試完成下列兩表,使得各組 x、y 值是方程式 2x-3y=12 的解。
x 0 1 2 3
y
x
0 1 2 3
y
由例題 7 及隨堂練習,可發現二元一次方程式的解不只一組,在隨堂練習 第3題的方程式 2x-3y=12 中,當 x 的值繼續由 4、5、6 等數依序代入時,
y 的值必可由一個一元一次方程式解得;同樣地,當 y 的值繼續由 4、5、6 等 數依序代入時,x 的值也必可由一個一元一次方程式解得。
由此可知:
一個二元一次方程式的解有無限多組。
a=1,b=- 1 2
1、2
、4
-4
6 9
-2
- 10 3 15
2
21 2
- 8 3
1 – 1 二元一次方程式
由例題 8 及隨堂練習可知,一個二元一次方程式雖然有無限多組解,但是 常因其他條件的限制,而影響了該方程式解的個數。
1 丞琳買了兩種卡片共花了 85 元,其中有每張 15 元的卡片 x 張,10 元 的卡片 y 張。試問丞琳可能買了幾張 10 元的卡片?
2 已知 x、y 均為正整數,且 5x+2y=32,求滿足上述條件的所有解。
七年 5 班上課時進行分組,每組 3 人或 5 人,其中 5 人一組的有 x 組,
3 人一組的有 y 組。已知學生共有 37 人,請寫出所有可能的分法。
8
正整數解的應用例
題因為 5 人一組的有 x 組,共 5x 人,3 人一組的有 y 組,共 3y 人,
所以總共有學生(5x+3y )人,因此可列得方程式 5x+3y =37。
因為 x 與 y 都表示組數,所以 x 與 y 均為正整數或 0,因此方程式中 x 的值可用 0、1、2、3 等數依序代入,解得 y 值後,再檢查 y 是
否也符合正整數或 0 的條件,如下表。 (○:符合條件;╳:不符合條件)
由上表可知符合條件的解為:
1 x=2,y=9,表示 5 人一組的有 2 組,3 人一組的有 9 組。
2 x=5,y=4,表示 5 人一組的有 5 組,3 人一組的有 4 組。
故 5 人一組的有 2 組,3 人一組的有 9 組;
或 5 人一組的有 5 組,3 人一組的有 4 組。
x y
檢查 ╳ ╳ ○ ╳ ╳ ○ ╳ ╳ ╳
0 37
3 32
3 22
3 17
3 7 3
2 3 1 2
9 4
3 4 5 6 7 ……
負數
╳ 8
-1
1 張或 4 張或 7 張
x=2,y=11 或 x=4,y=6 或 x=6,y=1
! 二元一次式:只含有兩種代表數的文字符號,且兩種文字符號的次方 是一次的式子,稱為二元一次式。
例如:-2x+y-5、x-3y 等。
@ 項的合併:式子做加減運算時,須掌握同類項才能合併的原則。
例如:x、3x 是同類項,2y、3y 是同類項,x、2y 不是同類項。
因此(x+2y+1)+ (3x+3y+5)可以合併成 (x+3x) +(2y+3y)+(1+5)=4x+5y+6 而 (x+1)+ (2y+3)=x+2y+4
# 二元一次方程式:只含有兩種未知數,且兩種未知數的次方都是一次 的等式,稱為二元一次方程式。例如:3x-2y=5、x=3y 等。
$ 二元一次方程式的解:二元一次方程式中的 x、y,若以一組特定的值 代入,可使其等號左右兩邊的值相等時,便稱該組 x、y 值為此方程 式的解。一個二元一次方程式的解有無限多組,但在實際問題的情境 中,常因未知數受到其他條件的限制,而影響了該方程式解的個數。
宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之變,生物之謎,日用 之繁,無處不用數學。
——華羅庚(1910-1985)
數學小語錄
1 – 1 二元一次方程式
1 棒棒堂家族聚餐共點了每份 100 元的 1 號餐 x 份和每份 150 元的 2 號餐 y
份,則一共花了 元。
2 請在下表的空格中,填入各二元一次式的值。
3 化簡下列各式:
1 3x+5y-x-2 2 -5x+y-8-4y-3+9x
自 我 評 量 1-1
1 3 0 -0.4 -6
-1 0 - 1
3 1 -3
5x-2y
-3x+5y
12-2x-3y x
y 二元一次式
7 100x+150y
-8 -9 6.2 3
9.8 33
-4 -24
13 13
15
6
2 3
- 5 3
2x+5y-2 4x-3y-11
3 -(-x+2y-4) 4 2(x-2y+5)+3(x+y-1)
5 3(2x-y+5)-2(4x+y-1) 6 3 2 (x+2y-4)+ 1 4 (3x-y+5)
7 8
4 下列哪幾組 x、y 所代表的數是方程式 3x-4y=-2 的解?
1x=-2,y=-2 2 x=2.4,y=1.3 3x=0,y= 1
2 4 x=- 5
3 ,y=- 3 4 3x -5y -12
+ 2x -7y - 6
5x -3y + 8
- 9x -7y - 5
x-2y+4 5x-y+7
=6x-3y+15-8x-2y+2
=-2x-5y+17
= 3 2 x+3y-6+ 3 4 x - 1
4 y + 5 4
= 9 4 x + 11 4 y - 19 4
5x -12y -18 -4x +4y +13
3、4
2
1 – 1 二元一次方程式