二元一次式
二元一次式的化簡 二元一次方程式
自我評量
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。
1
列二元一次式
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?
解解
1 個麵包 25 元, x 個麵包共 25×x = 25
(元);
1 瓶果汁 18 元, y 瓶果汁共 18×y = 18
(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 1 2 元的卡片 y 張,則心凌一共要付 ________
_ 元。
50x + 10y
15x + 12y
2
列二元一次式
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?
解一解一
逐一減去先後倒出的量
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 )毫公升水
。
解二解二
一次減去全部倒出的量
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。 5000 - 3x - 5y
與
5000 - ( 3x + 5
y )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
。
83 - x - 10y 或 83 -( x + 10y )
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。
200 - 2x - 3y 或 200 -( 2x + 3y )
在例題 1 與例題 2 中,像 25x + 18
y 、 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。
3
代入求值
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 (2)x =- 2 ,
y = 3(3)x =- , y =- 3 2
5 2
解解
(1) 當
x = 2,
y = 5時,
3x - 4y = 3×2 - 4
×5
= 6 - 20 =- 14
(2) 當
x =- 2,
y = 3 時,3x - 4y = 3 × ( - 2) - 4×
3
= ( - 6) - 12
=- 18
(3) 當 x =
-, y =
-時,
3x - 4
y= 3× (
-)- 4× (
-) =(- 2 )+ 10
= 8 3 2
2 5 3 2
2 5
我們也可以用表格的方式來呈現例題 3 ,如下表:
2 - 2
5 3
3x - 4y - 14 - 18 8 3 2
2 5 二元一次式
x y
在下表空格中,填入各二元一次式的值。
1 - 2 0 0.6 3 - 1 - 3 - 0.
2 2x + 7y
3x - 5y 10 - x - 2y 二元一次式
x
y
2 1
2 5 33 2
1 2 5
23-12 3
-11 -1 14
-21 15 16
-14
-0.2 2.8 9.8
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。
4
合併同類項 化簡下列各式:
(1)2x + 2y + 4x + y (2)6x - 7y - 4 + y - 1
(3)3x - 4y + 9 + 5x - y - 7
(4) - 4x + 3y - 8 - y + 5 - 5x
解解
(1)2x
+
2y+
4x+
y=
2x+
4x+
2y+
y= 6x + 3y
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。
(2) 6x - 7y - 4 + y - 1
=
6x+
(- 7y )+
(- 4 )+
y+
(- 1 )
=
6x+
(- 7y )+
y+
(- 4 )+
(- 1 )
=
6x+
(- 6y )+
(- 5 )= 6x - 6y - 5
以「+」號作區隔,所以 6x - 7y = 6x +(- 7y )
。
(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
淺灰色塊內的式子,熟練後可以省略!
化簡下列各式:
(1)3x + 4y + 5 + 2x + 3y
- 3
5x + 7y + 2- 2x + 4y + 2
(2)x + 4y - 3x + 2
(3)5x - 6y - 4 - 6x - 2y
+ 4
(4) - 7x + y - 6 - 4y - 3
- 8x
- x - 8y
- 15x - 3y - 9
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。
5
去括號再合併 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 )
解解
(1) 2 (- 2x
+ 3 y)
=
- 4x + 6y(2) 5 (
2x - 3y - 1)
=
10x - 15y- 5
(3) (
2x + 4y - 5)+(
4x - 5y + 6)
=
2x + 4y - 5 + 4x - 5y + 6=
6x - y + 1(4) 2 (
3x - y + 9)+ 3 (
x - 2y - 5) =
6x - 2y + 18 + 3x - 6y - 15=
9x - 8y + 3化簡下列各式:
(1)3 ( x + 5y )
(2)4 (- 3x + y - 5 )
3x + 15y
- 12x + 4y - 20
(3) ( 4x - 5y - 9 )+( 3x + 4y - 8 )
(4) 4 (- 2x + y + 3 )+ 3 ( x - 2y
- 5 )
= 4x - 5y - 9 + 3x + 4y - 8
= 7x - y - 17
=- 8x + 4y + 12 + 3x - 6y
- 15
=- 5x - 2y - 3
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:
2x + 4x - 5 4x - 5y + 6 6x - y + 1
+ )
也就是 2x + 4x
= 6x 4y + ( - 5y) =
- y
( - 5) + 6 =
1
化簡下列各式:
7x - y + 5 3x - 5y - 9
+ )
(1)
10x - 6y - 4
3x - 5y - 7
- x + 8y + 8
+ )
(2)
2x + 3y + 1
6
去括號再合併 化簡下列各式:
(1) -( 4x + 2y - 5 ) (2) - 5 ( x - 2y + 3 )
(3) ( 3x - 2y - 1 )-( 2x + y - 3 ) (4)4 ( 3x - 2y + 1 )- 3 (- 2x + 4y + 3 ) (5) ( 2x - y + 2 )- ( 3x + y + 6 ) 2 3
1 3
解解
(1) -(
4x + 2y - 5)
=(- 1 ) × (
4x + 2 y - 5)
=
- 4x括號前面若有「-」號- 2y + 5,則去括號時要將括號 內的每一項都變號。
(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 - 52 3
1 3
(5) (
2x - y + 2)- (
3x + y + 6) =
3x - y + 3 - x - y - 2=
2x - y + 12 3
3 1
11 6
化簡下列各式:
(1) -(- 3x + 2y - 1 )
3x - 2y + 1(2) - 5 (- 0.4x - y + 1.8 )
2x + 5y - 9
(3) ( 5x + 2y - 8 )-( 2x - 4y + 3 )
= 5x + 2y - 8 - 2x + 4y - 3
= 3x + 6y - 11
(4) - 3 ( 2x + 3y )- 2 ( 5x - 4y - 9 )
=- 6x - 9y - 10x + 8y
+ 18
=- 16x - y + 18
(5) ( x - y + 3 )- ( 3x +
y - 5 )1 2
3 2
= x - y + - 2x - y +
=- x - y +
1 2
1 2
2 3
3 2
10 3 2 3
6 7
29 6
在例題 6 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:
3x - 2y - 1 2x + y - 3
x - 3y + 2- )
也就是 3x - 2x
= x - 2y - y =
-3 ( - 1) - ( - 3)
y= 2
化簡下列各式:
3x - 5y + 2 6x - 2y - 7
- )
(1)
- 3x - 3y + 9
- 2x + 5y - 7
4x - y - 9
- )
(2)
- 6x + 6y + 2
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 14 7 -( 25x +
18y )= 0
四個方程式的意義皆相同,但習慣上 以 25x + 18y = 147 最為常用。
(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( 500 0 - 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
。
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: ________________
__________
_________ 。
15x + 12y = 120
83 - x - 10y = 21 或 83 -( x + 10y) = 21
(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
: ____________________________________
。
x - y = 10 或 x = y + 10
2 ( x + y )= 20 或 2 x + 2 y = 20
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。 `
7
解的判斷
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 (2)x = 0.
4 , y = 3.8
(3) x =- , y = (4)x
=- 1 , y =- 1 1 4
2 5
解解
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 y 左式=- 2x + y 右式=
3
是否為解
0 0 (- 2 ) ×0 + 0 = 0 3 否 0.4 3.8 (- 2 ) ×0.4 + 3.8
= 3 3 是
(- 2 ) × (-
)+
=3 3 是
- 1 - 1 (- 2 ) × (- 1 )
+(- 1 )= 1 3 否 41
25 41
25
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 =- , y =- 2 3
5 3
(1) 、 (2) 、(4)
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
a = 1 , b =- 值。 2 1
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。
3.
x0 1 2 3
y - 4 - - - 2x 6 9
y
0 1 2 3
10 3
3 8 15 2
21 2
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。
8
正整數解的應用
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。
解解
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)
x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 ...
y 9 4 -
1 負數 檢查 ╳ ╳ ○ ╳ ╳ ○ ╳ ╳ ╳ ╳
373
323
223
173
73
32
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
。
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。
1 張或 4 張或 7 張
x = 2 , y = 11 或 x = 4 , y = 6 或 x = 6 , y = 1
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. 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。
2. 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
3. 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
。
4. 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 )
1-1 自我評量
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。
100x + 150y2. 請在下表的空格中,填入各二元一次式的值。
1 3 0
-0.
4
-6
- 1 0 - 1 - 3 5x - 2y
- 3x + 5y 12 - 2x - 3y
3 2 3 5
二元一次式
x y
7 -8 13
15 -9
6
-4 6.2 9.8
-24 3 33 13
1 3
3. 化簡下列各式:
(1) 3x + 5y - x - 2
(2) - 5x + y - 8 - 4y - 3 + 9x
2x + 5y - 24x - 3y - 11
(3) -(- x + 2y - 4 )
(4)2 ( x - 2y + 5 )+ 3 ( x + y - 1 ) x - 2y + 4
5x - y + 7
(5) 3 ( 2x - y + 5 )- 2 ( 4x + y - 1 )
(6) ( x + 2y - 4 )+ ( 3x - y + 5 ) 2 3 1 4
= 6x - 3y + 15 - 8x - 2y
+ 2
=- 2x - 5y + 17
= x + 3y - 6 + x - y +
= x + y -
2 3
4 3
1 4
4 5 9 4
11 4
19 4
(7)
3x - 5y - 12 2x - 7y - 6
+ )
5x - 12y - 18
(8)
5x - 3y + 8 9x - 7y - 5
- )
- 4x + 4y + 13
4. 下列哪幾組 x 、 y 所代表的數是方程式 3x
- 4y
=- 2 的解?
(1) x =- 2 , y =- 2 (2) x = 2.4 , y = 1.3 (3) x = 0 , y = (4) x =- , y =
2 -
1 5 3
4 3
(3) 、 (4)5. 已知 x = 3 , y = 4 是方程式 ax - y = 1 的解,求 a 的值。 2 3
7 3
6. 已知協志買每枝 20 元的原子筆 x 枝和每枝 30 元的螢光筆 y 枝,一共花了 160 元。則
(1) 依題意可列得二元一次方程式:
________________ 。
(2) 協志可能買幾枝原子筆?(多選)
(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 枝。
(A) 、 (D)
20x + 30y = 160