初中数学竞赛辅导资料及参考答案
一元一次方程解的讨论
1,方程的解的定义:能使方程左右两边的值相等的未知数的值叫做方程的解。一元方程的解
也叫做根。
例如:方程 2x+6=0, x(x-1)=0, |x|=6, 0x=0, 0x=2的解 分别是: x=-3, x=0或x=1, x=±6, 所有的数,无解。 2,关于x 的一元一次方程的解(根)的情况:化为最简方程ax=b后,
b讨论它的解:当a≠0时,有唯一的解 x=;
a当a=0且b≠0时,无解;
当a=0且b=0时,有无数多解。(∵不论x取什么值,0x=0都成立) 3, 求方程ax=b(a≠0)的整数解、正整数解、正数解 当a|b时,方程有整数解;
当a|b,且a、b同号时,方程有正整数解; 当a、b同号时,方程的解是正数。
综上所述,讨论一元一次方程的解,一般应先化为最简方程ax=b 例1 a取什么值时,方程a(a-2)x=4(a-2) ①有唯一的解?②无解? ③有无数多解?④是正数解?
4解:①当a≠0且a≠2 时,方程有唯一的解,x=
a②当a=0时,原方程就是0x= -8,无解; ③当a=2时,原方程就是0x=0有无数多解
4④由①可知当a≠0且a≠2时,方程的解是x=,∴只要a与4同号,
a即当a>0且a≠2时,方程的解是正数。 例2 k取什么整数值时,方程
①k(x+1)=k-2(x-2)的解是整数?
②(1-x)k=6的解是负整数? 解:①化为最简方程(k+2)x=4
当k+2能整除4,即k+2=±1,±2,±4时,方程的解是整数 ∴k=-1,-3,0,-4,2,-6时方程的解是整数。 ②化为最简方程kx=k-6,
k?66当k≠0时x==1-,
kk只要k能整除6, 即 k=±1,±2,±3,±6时,x就是整数 当 k=1,2,3时,方程的解是负整数-5,-2,-1。
例3 己知方程a(x-2)=b(x+1)-2a 无解。问a和b应满足什么关系? 解:原方程化为最简方程: (a-b)x=b
∵方程无解,∴a-b=0且b≠0 ∴a和b应满足的关系是a=b≠0。
例4 a、b取什么值时,方程(3x-2)a+(2x-3)b=8x-7有无数多解? 解:原方程化为最简方程:(3a+2b-8)x=2a+3b-7, 根据 0x=0时,方程有无数多解,可知
?3a?2b?8?0当 ?时,原方程有无数多解。
?2a?3b?7?0?a?2解这个方程组得?
b?1? 答当a=2且b=1时,原方程有无数多解。
1, 根据方程的解的定义,写出下列方程的解:
① (x+1)=0, ②x2=9, ③|x|=9, ④|x|=-3, ⑤3x+1=3x-1, ⑥x+2=2+x
2,关于x的方程ax=x+2无解,那么a__________ 3,在方程a(a-3)x=a中,
当a取值为____时,有唯一的解; 当a___时无解;
当a_____时,有无数多解; 当a____时,解是负数。 4,k取什么整数值时,下列等式中的x是整数?
62k?33k?24① x= ②x= ③x= ④x=
k?1kk?1k5,k取什么值时,方程x-k=6x的解是 ①正数? ②是非负数?
6,m取什么值时,方程3(m+x)=2m-1的解 ①是零? ②是正数?
3x?6a?27,己知方程的根是正数,那么a、b应满足什么关系? ?1?42x28,m取什么整数值时,方程(?1)m?1?m的解是整数?
33b39,己知方程(x?1)?1?ax有无数多解,求a、b的值。
22二元一次方程的整数解
1,二元一次方程整数解存在的条件:在整系数方程ax+by=c中,
若a,b的最大公约数能整除c,则方程有整数解。即 如果(a,b)|c 则方程ax+by=c有整数解
显然a,b互质时一定有整数解。
例如方程3x+5y=1, 5x-2y=7, 9x+3y=6都有整数解。 返过来也成立,方程9x+3y=10和 4x-2y=1都没有整数解, ∵(9,3)=3,而3不能整除10;(4,2)=2,而2不能整除1。 一般我们在正整数集合里研究公约数,(a,b)中的a,b实为它们的绝对值。 2,二元一次方程整数解的求法:
若方程ax+by=c有整数解,一般都有无数多个,常引入整数k来表示它的通解(即所有的解)。k叫做参变数。
方法一,整除法:求方程5x+11y=1的整数解
1?11y1?y?10y1?y解:x==??2y (1) ,
5551?y?k(k是整数) 设,则y=1-5k (2) , 5把(2)代入(1)得x=k-2(1-5k)=11k-2
?x?11k?2∴原方程所有的整数解是?(k是整数)
y?1?5k?方法二,公式法:
?x?x0?x?x0?bk设ax+by=c有整数解?则通解是?(x0,y0可用观察法)
y?yy?y?ak00??3,求二元一次方程的正整数解:
① 出整数解的通解,再解x,y的不等式组,确定k值 ② 用观察法直接写出。
例1求方程5x-9y=18整数解的能通解
18?9y15?10y?3?y3?y解x= ??3?2y?5553?y设,y=3-5k, 代入得x=9-9k ?k(k为整数)
5?x?9?9k ∴原方程整数解是? (k为整数)
?y?3?5k又解:当x=o时,y=-2,
?x?0?9y?x?0∴方程有一个整数解?它的通解是?(k为整数)
?y??2?5k?y??2 从以上可知整数解的通解的表达方式不是唯一的。
例2,求方程5x+6y=100的正整数解
100?6yy解:x=?20?y?(1),
55y 设?k(k为整数),则y=5k,(2)
5把(2)代入(1)得x=20-6k,
?x?0?20?6k?0∵? 解不等式组?
y?05k?0??得0<k<
20,k的整数解是1,2,3, 6?x?14?x?8?x?2∴正整数解是? ???y?5?y?10?y?15例3,甲种书每本3元,乙种书每本5元,38元可买两种书各几本? 解:设甲种书买x本,乙种书买y本,根据题意得
3x+5y=38 (x,y都是正整数)
?x?1∵x=1时,y=7,∴?是一个整数解
?y?7?x?1?5k∴通解是?(k为整数)
y?7?3k??1?5k?017解不等式组?得解集是??k? ∴整数k=0,1,2
53?7?3k?0?x?1把k=0,1,2代入通解,得原方程所有的正整数解??y?7?x?6?x?11 ??y?4y?1??答:甲、乙两种书分别买1和7本或6和4本或11和1本。
1,求下列方程的整数解
①公式法:x+7y=4, 5x-11y=3 ②整除法:3x+10y=1, 11x+3y=4
2, 求方程的正整数解:①5x+7y=87, ②5x+3y=110
3,一根长10000毫米的钢材,要截成两种不同规格的毛坯,甲种毛坯长300毫米,乙种毛坯长250毫米,有几种截法可百分之百地利用钢材? 4,兄弟三人,老大20岁,老二年龄的2倍与老三年龄的5倍的和是97,求兄弟三人的岁数。 5,下列方程中没有整数解的是哪几个?答:________(填编号)
① 4x+2y=11, ②10x-5y=70, ③9x+3y=111,
④18x-9y=98, ⑤91x-13y=169, ⑥120x+121y=324.
6, 一张试巻有20道选择题,选对每题得5分,选错每题反扣2分,不答得0分,小这军同学得48分,他最多得几分?
7. 用观察法写出方程3x+7y=1几组整数解: y= 1 4 -2 1?7y x=? 3 二元一次方程组解的讨论
?a1x?b1y?c11.二元一次方程组?的解的情况有以下三种:
ax?by?c22?2① 当
a1b1c1??时,方程组有无数多解。(∵两个方程等效) a2b2c2a1b1c1??时,方程组无解。(∵两个方程是矛盾的) a2b2c2a1b1?(即a1b2-a2b1≠0)时,方程组有唯一的解: a2b2② 当
③ 当
c1b2?c2b1?x??a1b2?a2b1? ? (这个解可用加减消元法求得)
ca?ca?y?2112?a1b2?a2b1?2.方程的个数少于未知数的个数时,一般是不定解,即有无数多解,若要求整数解,可按二元一次方程整数解的求法进行。
3.求方程组中的待定系数的取值,一般是求出方程组的解(把待定系数当己知数),再解含
待定系数的不等式或加以讨论。(见例2、3)
?5x?y?7例1. 选择一组a,c值使方程组?
ax?2y?c?① 有无数多解, ②无解, ③有唯一的解
解: ①当 5∶a=1∶2=7∶c时,方程组有无数多解
解比例得a=10, c=14。
② 当 5∶a=1∶2≠7∶c时,方程组无解。
解得a=10, c≠14。
③当 5∶a≠1∶2时,方程组有唯一的解,
即当a≠10时,c不论取什么值,原方程组都有唯一的解。
?x?y?a例2. a取什么值时,方程组? 的解是正数?
5x?3y?31?解:把a作为已知数,解这个方程组
31?3a??31?3ax??0??x?0???22得? ∵? ∴?
5a?315a?31y?0??y???0??2??2?a???解不等式组得??a???31113 解集是6?a?10 31535答:当a的取值为6
11?a?10时,原方程组的解是正数。 53?2x?my?4例3. m取何整数值时,方程组?的解x和y都是整数?
?x?4y?18?x?1???m?8解:把m作为已知数,解方程组得?
2?y??m?8?∵x是整数,∴m-8取8的约数±1,±2,±4,±8。
∵y是整数,∴m-8取2的约数±1,±2。 取它们的公共部分,m-8=±1,±2。 解得 m=9,7,10,6。
经检验m=9,7,10,6时,方程组的解都是整数。
例4(古代问题)用100枚铜板买桃,李,榄橄共100粒,己知桃,李每粒分别是3,4枚铜板,而榄橄7粒1枚铜板。问桃,李,榄橄各买几粒? 解:设桃,李,榄橄分别买x, y, z粒,依题意得
?x?y?z?100??(1)? 1?3x?4y?z?100(2)?7?由(1)得x= 100-y-z (3)
把(3)代入(2),整理得