等量关系 · 方法讲解

方程与消元法

把相等的量替换,把相同的量消去。

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01

相同的部分,为什么能一起减去?

同一家商店,同款笔记本和笔的单价固定。2本笔记本加3支笔,共21元;2本笔记本加1支笔,共15元。问每本、每支各多少钱?如果只问“一本加一支”,能不能更快?

相减消元 · 第1步 / 共4步

本本笔笔笔=21元
本本笔=15元

两行都含“两本加一支笔”。n表示每本的价,p表示每支的价,单位都是元。

对应左侧原题

笔3元,本6元

消去重复部分,只剩两支笔

21元与15元的差,是两支笔的价差。两边同时相减,等量关系才保持不变。

图块只表示物品及其固定单价,不按价格大小绘制,也不是实物天平。

02

学习准备:先说清字母代表什么

学习目标

  • 从题意中找到等量关系,定义未知量及单位。
  • 用代入替换或倍乘后加减,减少一种未知量。
  • 先看目标表达式,能直接求组合时就不绕求单价。
  • 用原条件检验结果,并识别条件重复或矛盾。

必要前置

整数与分数四则运算、乘法分配律、简单一元一次方程。例题中的n、p表示单价,不是物品数量;2n表示两本的总价。

“两本三支共21元”写成2n+3p=21;“一本比一支贵3元”写成n=p+3。先用中文复述,再写等式。

本页以S班深度编排:代入、倍乘加减、目标组合量。A/S是项目教学层次,不代表已核实的本地官方课纲。本页只讨论简单一次等量关系。

03

三种动作,共同依据是等量不变

1.代入(Substitution):用相等的量替换

已知n=p+3,就可以把另一个等式中的每一个n替换为p+3。因为替换前后价值相等,整个总价不变。

2n+3p=21 → 2(p+3)+3p=21

括号不能省掉:两本各多3元,共多6元。所以2(p+3)=2p+6,不能写成2p+3。

2.加减消元(Elimination):对齐同类量,再同时运算

如果A=B、C=D,那么A+C=B+D,A−C=B−D。两条条件同向相减时,同样的n或p部分抵消;数字一侧也必须按相同次序相减。

(2n+3p)−(2n+p)=21−15 → 2p=6

相同系数同号用相减;系数大小相同、符号相反则可相加。例如n+p=9、n−p=3,相加得到2n=12。系数尚未对齐,可以把整条等式的两边同时乘同一个非零数,再加减。只乘某一项会破坏等量。

消元后的单条等式不能替代所有原条件。2p=6只告诉你p=3;必须保留一条原条件求n,再回代两条原条件核查。把两条条件加成一条,通常会丢掉部分信息。

3.直接求组合量:先问目标长什么样

原题两式相加:4n+4p=36。目标是n+p,而左边恰好是目标的4倍,因此不用先解n、p。

4(n+p)=36 → n+p=9(元)

更一般地,把已知等式倍乘、相加或相减,只要左侧恰好变成目标量的k倍,且k≠0,就把右侧结果除以k。这里k是你构造出的倍数;不是看到相同数量就随意相除。

04

完整例题:选择最短的等量路径

例题一 · 代入消元

一本比一支贵3元,买2本和3支共21元,求单价

同款物品单价固定,价格按元计。设一本n元、一支p元。

  1. 列关系:n=p+3,2n+3p=21。
  2. 代入:2(p+3)+3p=21。
  3. 展开并合并:2p+6+3p=21,即5p=15,所以p=3。
  4. 求另一量:n=3+3=6。
  5. 回代:6−3=3;2×6+3×3=21。两条原条件都满足。

答:每本笔记本6元,每支笔3元。第二步的括号保证“每一本都多3元”,而不是所有笔记本一共多3元。

例题二 · S班结构变式:先倍乘再相减

3本加2支共24元,1本加1支共9元,求单价

同款笔记本和笔单价固定。仍设每本n元、每支p元,两条原条件为3n+2p=24、n+p=9。

  1. 观察对齐目标:第一式有2p,第二式有p;把第二式整体乘2,得到2n+2p=18。
  2. 相减:(3n+2p)−(2n+2p)=24−18,因此n=6。
  3. 代回:p=9−6=3。
  4. 核对:3×6+2×3=24;6+3=9。

答:每本6元,每支3元。倍乘时n、p和右边的9都乘2;漏乘任何一项都不成立。

例题三 · S班目标组合量

2本加3支共21元,2本加1支共15元;买1本和1支要多少钱?

  1. 先看目标:要求n+p,不一定要分别求n、p。
  2. 合并原条件:(2n+3p)+(2n+p)=21+15,得到4n+4p=36。
  3. 识别完整组合:4n+4p=4(n+p),所以n+p=36÷4=9。
  4. 独立核对:相减得2p=6,所以p=3、n=6;6+3=9。

答:一本加一支共9元。不是“总共8件,所以36÷8”,因为笔记本与笔的单价不同;可分的是4份相同的“一本+一支”。

05

迁移练习:先写目标,再展开解析

本页全部例题与练习均为自拟教学题。先列清未知量的含义与单位,选择代入、加减或组合路径。

练习一 · 单价与新组合

同款甲商品、乙商品单价固定。3件甲加2件乙共29元,1件甲加1件乙共11元。求甲、乙单价,以及买2件甲加3件乙的总价。

展开完整解析

设单价a元、b元。3a+2b=29,a+b=11。第二式整体乘2,得到2a+2b=22;第一式减它,得a=29−22=7。代回b=11−7=4。

目标2a+3b=2×7+3×4=26元。单价甲7元、乙4元。核对:3×7+2×4=29,7+4=11。

也可直接构造目标:5(a+b)−(3a+2b)=2a+3b,因此总价5×11−29=26元。所有减法都对整条等式进行。

练习二 · 只求组合,允许分数单价

同款笔记本与笔单价固定。3本加1支共23元,1本加3支共17元。一本加一支共多少元?若继续求单价,答案一定是整数吗?

展开完整解析

设每本n元、每支p元。相加得4n+4p=40,所以n+p=10元。

两式相减得2n−2p=6,所以n−p=3。与n+p=10相加得2n=13,因此n=13/2元=6.5元,p=7/2元=3.5元。

核对:3×(13/2)+7/2=23;13/2+3×(7/2)=17。单价可以不是整数,不能因为数字不是整数就自行取整。

边界追问 · 两句话一定够吗?

只知道n+p=9、2n+2p=18,能确定各自单价吗?若第二句改成2n+2p=19呢?

展开判定与反例

原来第二句只是第一句的2倍,没有新增约束。例如n=2、p=7与n=4、p=5都满足两句,所以单价不能唯一确定;但组合n+p仍确定为9。

若改成19,两式矛盾:第一式乘2应为18,不可能同时等于19。遇到矛盾应检查题目或数据,不能硬算出一个答案。

06

易错与回顾

每次变形都问:为什么仍相等?
容易出错正确做法
把2(p+3)写成2p+3括号内每一项都乘2,得到2p+6。
相减时数字一侧不减,或顺序反了两侧按同一个“第一式减第二式”执行。
倍乘只乘一个未知量整条等式两边、每一项同时乘。
合成一条等式后扔掉原条件组合量可由新式求;单价仍需原条件。
买8件就把总价除以8不同物品单价不同;先找相同组合。
两条等式就一定有唯一答案可能条件重复,也可能矛盾;代回并核查。

解题顺序:定未知量与单位 → 找等量关系 → 看目标 → 替换或对齐加减 → 求出所需量 → 回代原条件。先理解物品组合,再用字母压缩书写。

07

逐章回看

文字稿默认展开。点击章节标题,定位到视频中的对应讲解。

两本笔记本加三支笔,共二十一元;两本加一支笔,共十五元。

两行减去相同的两本和一支笔,剩两支笔,对应六元。

每支笔三元。代回第二个条件,两本十二元,每本六元。

如果另给条件:一本比一支贵三元,也能用代入法。

把每本换成一支笔加三元。两本三笔,变成五支笔加六元。

二十一减六得十五,五支笔十五元,所以每支三元。

回到原来两行。只问一本加一支时,两行相加,四本四支共三十六元。

把四本和四支,分成四份相同组合。每份一本加一支,共九元。

先看目标,再选代入或加减。单价和单位要一致,结果还要代回原条件检查。

08

学习与图示说明

图块表示同类物品的固定单价,不按价钱比例绘制;物品排列不表示长度、重量或面积关系。正文中的代入题与原始相减题条件分别列明。

等式性质参考OpenStax:代入、加减消元。本页例题和练习为自拟,不代表引用教材原题;只选取简单一次关系,不扩展为一般方程组课程。

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