二元一次方程组解法:代入消元与加减消元对照
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二元一次方程组解法的核心是「消元」:想办法消掉一个未知数,把方程组变成一元一次方程。代入消元法先把一个方程写成「x = …」或「y = …」,再代进另一个方程;加减消元法把两个方程相加或相减,让某个未知数的系数抵消。同一个方程组两种方法都能解,结果相同,选哪种看系数:有系数是 1 或 −1 用代入,同一未知数系数相等或互为相反数用加减。
同一方程组,两种方法
两种方法的共同目标,是得到一个只含一个未知数的方程。代入法靠「用一个未知数表示另一个」,加减法靠「让某个未知数的系数抵消」,两者只是消元的手段不同,列出的一元一次方程往往是同一个。解出一个未知数后,都要代回某个原方程求出另一个,最后写成大括号形式的一组解,并把这组解代回两个原方程各验一次。
例 1 解方程组:2x + 3y = 12,x − y = 1。
代入消元:第二个方程里 x 的系数是 1,移项得 x = y + 1。代入第一个方程:2(y + 1) + 3y = 12,5y = 10,y = 2;再代回得 x = 3。
加减消元:把第二个方程两边乘 3,得 3x − 3y = 3,与第一个方程相加,y 的系数 3 与 −3 抵消:5x = 15,x = 3;代回得 y = 2。
两条路得到同一组解 x = 3,y = 2。验算:2 × 3 + 3 × 2 = 12,3 − 2 = 1,两个方程都成立。

两种方法的步骤并排放在一起,差别只在第一步怎么消掉一个未知数:

三道例题:看系数选方法
例 1 就是上面那组。x − y = 1 里 x 的系数是 1,代入最省事,只移一次项。
例 2 解方程组:3x + 2y = 7,5x − 2y = 1。y 的系数 2 与 −2 互为相反数,两式直接相加:8x = 8,x = 1;代入第一个方程得 2y = 4,y = 2。验算:5 × 1 − 2 × 2 = 1。这组如果用代入,得先写出 y = (7 − 3x)/2,带分数运算,反而更慢。
例 3 解方程组:4x + 3y = 5,3x − 2y = 8。没有系数是 1,也没有现成相等的系数。把 y 的系数凑成 6:第一个方程乘 2 得 8x + 6y = 10,第二个方程乘 3 得 9x − 6y = 24,相加得 17x = 34,x = 2;代回得 3y = 5 − 8 = −3,y = −1。验算:3 × 2 − 2 × (−1) = 8。

移项不变号:错对对照
代入消元最常见的错,出在第一步移项。例 1 里把 x − y = 1 写成 x = 1 − y,−y 移到右边时没变号。代入后 2(1 − y) + 3y = 12,得 y = 10,x = −9。
错误能用验算抓出来:把 x = −9、y = 10 代回第二个方程,−9 − 10 = −19,不等于 1。所以每解完一组,都要把结果代回两个方程各验一次,只验被代入的 2x + 3y = 12 查不出这类错(−18 + 30 = 12 照样成立)。

加减消元对应的错,是减第二个方程时括号里的项没全部变号,这类错同样靠代回两个方程验算来发现。例如用 (3x + 2y) − (5x − 2y) 时,后一个括号里的 −2y 减去后要变成 +2y,结果应为 −2x + 4y,漏变号就只剩 −2x。
在编辑器里写方程组
方程组的大括号用 cases 环境,每行一个方程,行尾用 \\ 换行:
\begin{cases}4x+3y=5\\3x-2y=8\end{cases}

三道题的解法其实是系数定的:有系数为 1 就代入,有互为相反数的系数就直接相加,两样都没有才先乘数把系数凑齐。拿到方程组先看这一眼,再决定走哪条路。
延伸阅读
常见问题
- 什么时候用加减消元更快?
- 看同一个未知数在两个方程里的系数。系数相等就两式相减,互为相反数就两式相加,一步就消掉一个未知数。系数成倍数关系时,把其中一个方程乘一个数再加减也很快。如果某个方程里有未知数的系数是 1 或负 1,改用代入消元通常步骤更少。