方程求解(含一次与二次联立方程组)
Edexcel 国际 GCSE 进阶纯数学· 考纲第 3C 节· 25 分钟阅读
1. 用代入法求解一次-二次联立方程组★★☆☆☆⏱ 15 min
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一次-二次联立方程组
包含两个变量的两个方程组成的系统,其中一个是一次(线性)方程,另一个是二次方程。解是同时满足两个方程的坐标对 。
本考纲要求的唯一求解方法是代入法,遵循固定的 5 步流程:1. 整理一次方程,将其中一个变量单独放在等号一侧。2. 将该表达式代入二次方程,展开后得到单变量二次方程。3. 求解该二次方程,得到被分离变量的取值。4. 将每个取值代回整理后的一次方程,得到对应的第二个变量的值。5. 将所有解代回两个原方程进行校验。
求解联立方程组: 和
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步骤 1:整理一次方程,分离出 y。
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步骤 2:将 代入二次方程。
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步骤 3:展开并化简,得到关于 x 的二次方程。
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步骤 4:因式分解并求解二次方程。
- 5
步骤 5:将每个 x 值代回 ,得到对应的 y 值。
若 $x = 3$:$y = 7 - 3 = 4$ \\ 若 $x = 4$:$y = 7 - 4 = 3$ - 6
步骤 6:校验两组解都满足两个原方程。有效解为 和 。
Exam tip:
务必校验解:代入过程中对项取平方可能会生成不满足原一次方程的无效值,如果将其保留在最终答案中会导致失分。
2. 求解含有理根的三次方程★★★☆☆⏱ 15 min
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三次方程
次数为 3 的多项式方程,标准形式为 其中 。所有 4PM1 考纲中的三次方程都至少包含一个有理根。
这项技能直接建立在你在 S3_T02 中学过的因式定理之上。遵循以下步骤:1. 使用有理根定理列出所有可能的有理根。对于大多数首项系数 的考题,可能的根是常数项 的正负因数。2. 逐个代入测试候选根,直到找到满足 的值 ,此时 就是一个因式。3. 使用多项式除法或待定系数法将三次式分解为 。4. 求解二次因式,得到剩余两个根。
求解三次方程
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步骤 1:列出所有可能的有理根:
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步骤 2:代入测试 :
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步骤 3:使用待定系数法将三次式分解为一次式 × 二次式:
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步骤 4:求解二次因式:
3. 文字情境类方程求解题★★★★☆⏱ 10 min
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考题经常要求你从文字情境中建立方程,包括几何场景或数字问题。在列方程之前务必明确定义变量,并且确保最终答案符合题目给出的约束条件(例如长度必须为正值)。
两个正整数的和为 12,它们的平方和为 74,求这两个数。
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步骤 1:定义变量:设两个正整数分别为 和 。
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步骤 2:根据题意列出方程:
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步骤 3:整理一次方程得到 ,代入二次方程:
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步骤 4:求出对应的 y 值: 或 。两个值均为正,因此这两个数是 5 和 7。
Exam tip:
即使解满足你列出的方程,只要不符合题目情境要求就必须舍去(例如负的长度、非整数的物体数量)。
4. 常见陷阱
错误做法:
将整理后的一次方程代回原一次方程,而不是代入二次方程
原因:
这只会得到恒等式,无法得到可求解的方程,浪费宝贵的考试时间
正确做法:
始终将整理后的一次表达式代入二次方程,得到可求解的单变量二次方程
错误做法:
忘记校验一次-二次方程组的解
原因:
代入过程中对项取平方可能会引入不满足原一次方程的增根,导致失分
正确做法:
将每一组解代回两个原方程,确认有效后再写出最终答案
错误做法:
测试三次方程的有理根时只试正根
原因:
考试题目中负有理根非常常见,跳过负根会导致你无法找到第一个一次因式
正确做法:
寻找三次方程的有理根时,务必同时测试常数项的正因数和负因数
错误做法:
求解联立方程只给出 x 的值
原因:
考试要求给出完整的坐标对才能获得全部分数,只给出单个变量的取值无法得分
正确做法:
所有联立方程题都要写出完整的带标注的解对
错误做法:
整理一次方程用于代入时出现符号错误
原因:
符号错误会传递到后续所有步骤,导致最终解完全错误
正确做法:
将整理后的一次方程代入二次方程之前,用测试值校验符号是否正确
5. 速查表
技能 | 核心步骤 | 考试校验点 |
|---|---|---|
一次-二次联立方程组 |
| 校验所有解对都满足两个原方程 |
三次方程求解(有理根法) |
| 校验所有根都满足原三次方程 |
文字情境方程题 |
| 舍去所有不符合题目情境的解 |
6. 常见问题
我需要校验联立方程的解吗?
需要。代入过程中对项取平方可能会引入不满足原一次方程的增根,因此请务必将所有解对代回两个原方程进行校验,避免失分。
在 4PM1 的三次方程考题中我能找到多少个有理根?
所有 4PM1 的三次方程题都至少包含一个有理根,因此你总能先分解出一个一次因式,再求解剩余的二次方程得到另外两个根。
深入阅读
下一步
现在你已经掌握了 Edexcel IGCSE 进阶纯数学的核心方程求解技能,可以继续学习不等式求解,也就是恒等式与不等式单元的下一个子主题。这些方程求解技能在坐标几何、微积分等其他考纲模块中也高频出现,请务必练习过往真题以提升解题速度和准确率,全程写出完整步骤以最大化得分。
