技能站 · 这一步怎么做?

二元二次方程组

方程组的解就是两条曲线的公共点;一次方程用来代入消元,对称的方程组交给韦达定理。

📖 配合《方程与方程组》第 14 章阅读M2 换元线M5 对称性线

到这里之前,先经过:无理方程(技能)

操作台拖动 c,让直线扫过这个圆。解的个数有哪几种可能?判别式在那一刻是多少?

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这一招在做什么

含两个未知数、最高次数是二次的方程,图象是一条曲线:圆、抛物线、双曲线,或者干脆是直线。方程组的解,就是两条曲线的公共点。

最常见的一类:一个方程是一次的,另一个是二次的。办法和二元一次方程组一样——代入消元:

  1. 从一次方程里解出一个未知数(用另一个表示)。
  2. 代入二次方程,得到一个一元二次方程。它的判别式 决定解的个数。
  3. 解出这个未知数,再代回一次方程求另一个。

直线和二次曲线最多有两个公共点,所以这类方程组最多两组解。 两组, 一组(相切), 没有。

跟着做一遍

例:解 2x − y = 5,x² + y² = 10

第 1 / 6 步
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  1. 看结构

    ① 是一次方程,图象是直线;② 是二次方程,图象是圆。我们要找的是直线和圆的公共点。

对称的方程组:请韦达定理帮忙

有一类方程组长得特别整齐:把 和 对调,方程组不变。最基本的一个是

两个数的和与积都知道了。韦达定理说:这两个数正是 的两个根。所以不用代入,直接解这个一元二次方程就行。

先猜后证

方程组 , 有几组实数解?

先选定答案,才能看到结论。

注意对称方程组的解总是成对出现: 是解, 也一定是解。图上,它们关于直线 对称。

两个都是二次

两条二次曲线最多可以有四个公共点。这时没有现成的一次方程可以代入,要想办法造一个出来。

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圆 和双曲线 :四个公共点。

一题多解

解方程组 ,。

配成完全平方

第一个方程加上第二个方程的 倍:,即 ,。

第一个方程减去第二个方程的 倍:,。

四种组合各是一个二元一次方程组:

  • ,:
  • ,:
  • ,:
  • ,:

代价要看得出 x²+y²±2xy 的结构,但算起来只有一次方程。

代入,变成双二次方程

由 知 ,所以 。代入第一个方程:

把 看成整体:,所以 或 。

再由 得四组解:、、、。

代价不用动脑筋找结构,但要解一个四次方程。

练一练

练习 1基础

解方程组 ,。写出 的所有可能值。(用逗号隔开。)

练习 2基础

解方程组 ,。写出 的所有可能值。

练习 3提高

直线 与圆 只有一个公共点。求 的所有可能值。

练习 4挑战

解方程组 ,。写出 的所有可能值。

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展品

求出 x 后,代回二次方程求 y

错误的做法:解 ,:消元得 或 。把 代入 ,得 ,所以 也是解。
错在哪里?先想一想,再打开

病因  在圆上,但不在直线上:。二次方程对每个 给出两个 ,其中只有一个同时满足一次方程。

正确的做法:回代永远代入一次方程:。 时 ; 时 。解是 和 。

「回代用一次方程,一个 x 只配一个 y」

展品

两边同除以含未知数的式子,丢了解

错误的做法:解 ,:第一个方程两边除以 ,得 ,于是 。解是 。
错在哪里?先想一想,再打开

病因 除以 的前提是 。可 恰好让 成立(),这时 。 也是解,被除掉了。这和增根正相反,叫失根。

正确的做法:移项、提公因式:,所以 或 。分别代入 ,得 和 。

「不要除以可能为 0 的式子,改成“乘积等于 0”」