这一招在做什么
三个未知数、三个方程,办法只有一个字:消。
每一步都是上一站学过的加减消元,只是多做几次:
- 挑一个最容易消的未知数(系数是 ,或者有的方程里本来就没有它)。
- 用同一个方程去消另外两个方程里的这个未知数,得到两个少一个未知数的方程。
- 在这两个新方程之间再消一次,只剩一个未知数,解出来。
- 回代:把解出的值一层层代回去,求出其余的未知数。最后代回原方程检验。
上面的操作台把每个方程写成一行系数。系数变成 的地方显示为“·”。消元做对了,“·”会排成一级级台阶。
先猜后证
只有两个方程:,。三个未知数里,哪一个的值已经确定了?
两式相减, 和 同时消失:,。
代回去只能得到 :、 各是多少仍然不知道( 和 可以, 和 也可以)。方程比未知数少,一般定不下所有未知数——但有时能定下其中一个,或者某个整体(这里是 )。
跟着做一遍
例:解方程组 2x + y − z = 3,x − y + 2z = 5,3x + 2y + z = 10
第 1 / 7 步- 先挑一个未知数
在 ① 里的系数是 ,在 ② 里是 :消 最省事。决定了:两次都消 ,都借用 ①。
先看一眼结构
按部就班一定能做出来,但动手之前先看一眼,有时能省一大半力气。
一题多解
解方程组 (①),(②),(③)。
按部就班
① − ② 消去 :。
与 ③ 相加:,。
回代:由 ① 得 ,由 ③ 得 。
代价不用动脑,步骤多一些。
三式相加
三个方程里 、、 各出现两次。全部加起来:
用它分别减去 ①、②、③:,,。
代价要先看出三个方程“长得一样”。
三个字母地位相同(轮换)的方程组,先求整体 ,往往最快。
什么时候不灵
Break it
反例实验室:去掉一个条件
结论:三元一次方程组恰好有一组解 ← 还成立吗?
,,:三个方程互相独立。消元到底,每个未知数都被确定。
把 ③ 换成 。它其实就是 ① + ②,是一句“废话”。照常消元:用 ① 消去 ②、③ 中的 ,再用 ② 消去 ③ 中的 。看看 ③ 最后变成什么。
③ 化成了 :它没有提供任何新信息。实际上只有两个方程,定不下三个未知数,方程组有无数组解。
如果把 ③ 的右边改成 (),同样的步骤会得到 :③ 与 ①② 互相矛盾,方程组无解。
练一练
已知 ,,。求 。
解方程组 ,,。(依次写 、、,用逗号隔开。)
解方程组 ,,。(依次写 、、。)
已知 ,。求 。