學習重點 理解二元一次聯立方程式的意義:同一組未知數必須同時滿足兩條方程式。 依係數選用代入消去法或加減消去法,正確處理括號、負號與等式兩邊的運算。 題目若求兩數的和(如 x+y、a+b),先看能否把兩式組合成「k(x+y)=c」,再決定是否分別求解。 能把次數、總分、圖形面積等情境轉成兩條方程式,並檢查解是否符合情境(整數、非負、正數)。 含參數的聯立方程式:先把參數當常數求出 x、y,再依「解均為正數」等條件求參數範圍。 核心觀念 一、聯立方程式:找出同時成立的一組數 二元一次方程式通常寫成 Ax+By=C,其中 A、B 不同時為零。單一方程式有無限多組解;聯立兩條方程式,就是找出兩者共同的解。消去法的目標,是把兩個未知數化成一個未知數,求出後再回代求另一個。 字母代表什麼,要依題目判讀。若方程式的未知數本身就是 a、b,便直接求 a、b;若題目說「解為 x=a、y=b」,則 a、b 是 x、y 的解值,此時 a+b 就等於 x+y。不要把「解的名稱」誤認為另外新增的未知數。 二、代入消去法:先孤立,再代入 當某個未知數的係數是 1 或-1,通常適合代入法。先由一條方程式把某個未知數寫成另一個未知數的式子,再完整代入另一條方程式。以 2x+y=11、3x+4y=29 為例: 由 2x+y=11,整理成 y=11-2x。 代入 3x+4y=29,得 3x+4(11-2x)=29。 展開整理:3x+44-8x=29,所以-5x=-15,得 x=3。 回代得 y=11-6=5,因此 x+y=8。 驗算:2×3+5=11,3×3+4×5=29,兩式皆成立。 代入時,原式中的「4y」表示 y 的整個式子都要乘以 4,所以必須先寫成 4(11-2x)再展開。求出其中一個未知數後,仍須依題目要求回代或計算指定代數式。 三、加減消去法:係數相反用加,係數相同用減 若兩條方程式中某個未知數的係數已相同或互為相反數,可直接相減或相加;若尚未配合,先將方程式兩邊同乘適當的非零數,使該未知數的係數相同或相反。 係數情況消去方式檢查重點 係數相同,例如 3y、3y兩式相減減去的是整條方程式,各項(含常數項)都要變號。 係數相反,例如 3y、-3y兩式相加左右兩邊對應相加,常數項也要相加。 係數尚未配合先倍乘,再加減整條方程式的每一項都要乘,包括等號右邊。 例如前述兩式,可將 2x+y=11 乘以 4,得 8x+4y=44,再減去 3x+4y=29,得 5x=15,x=3。兩種消去法答案相同,選計算較簡單的方法即可。 四、只求兩數和:先看能否直接組合 題目問 a+b 或 x+y,不一定要分別求出兩個未知數。可觀察兩條方程式相加、相減或倍乘後,能否得到 kx+ky=c;若 k≠0,就能直接得到 x+y=c/k。 例如 2x+y=11 與 3x+4y=29:兩式相加得 5x+5y=40,所以 x+y=8,一步就得到答案。兩式相加後兩個未知數的係數若剛好相同,就是直接求和的訊號;若做不到,就照一般消去法分別求出再相加,同樣正確。 選擇題也可用來輔助:求出解後,代回兩條原式驗算,確認無誤再選答案。 五、次數與總分:一式管「次數」,一式管「分數」 以丟銅板為例:正面得 3 分、反面得 2 分,共丟 26 次、得 68 分。設正面 x 次、反面 y 次: 總次數:x+y=26 總得分:3x+2y=68 將總次數式乘以 2 得 2x+2y=52,再用總分式減去它,得 x=16,進而 y=10。驗算:16+10=26,3×16+2×10=48+20=68,正確,故正面 16 次。 也可用「全部先當低分」理解:若 26 次全為反面,共得 52 分;實際多出 68-52=16 分,每把一次反面換成正面多 3-2=1 分,因此正面有 16 次。一般而言,若高分每次 H 分、低分每次 L 分,總次數 N、總分 S,且 H>L,則高分次數=(S-LN)÷(H-L)。 次數必須是非負整數,且不能超過總次數;求完要同時檢查「次數加總」與「得分加總」。 六、圖形面積:先讀圖列式,再做消去 面積情境的重點是把圖上的長度關係翻成代數式。若圖形為長方形,面積=長×寬;若已知兩座設施的面積和,就先分別寫出兩座的面積,相加後等於已知總和,得到一條方程式;另一張圖的面積和提供第二條方程式。 列式時須辨清標示的是整段長度、其中一段,還是兩圖共用的長度;若一邊由數段組成,應先相加再乘。長度單位是公尺、面積單位是平方公尺,不能把長度直接加進面積總和。 列出兩條含 a、b 的方程式後,若題目求 a+b,同樣先試著把兩式相加或相減,看能否得到 k(a+b)的形式;不行就分別解出 a、b 再相加。最後檢查 a、b 是否為正數,並代回兩個面積總和驗算。申論題要寫出設未知數、列式、消去、求值的完整過程。 七、含參數與正數條件:先求解,再取交集 含參數 m 時,先把 m 視為已知常數,用消去法求得 x、y 以 m 表示的式子。若題目說解為 x=a、y=b,且 a、b 均為正數,就必須同時滿足 a>0 與 b>0。 示範:若求得 x=m+4、y=7-m,則 x>0 得 m>-4,y>0 得 m<7,合併為-4<m<7。此時 3、0、-2 都在範圍內,而-5 不在範圍內,所以「m 不可能為-5」。 「均為正數」代表兩個條件取交集。正數不包含 0,若端點使任一解等於 0,就必須排除。選項問「不可能」時,應找出不在允許範圍內的數;也可把各選項的 m 代回,求出 x、y,看是否有任一個小於或等於 0。 若求解時需要除以含 m 的式子,要先確認該式不為 0;解含參數的不等式時,若乘除負數,不等號必須反向。 常考陷阱 代入漏乘:把 4(11-2x)寫成 44-2x。括號內每一項都要乘以 4,正確為 44-8x。 相減漏變號:減去整條方程式時只改第一項的符號。應先保留括號,再逐項處理負號,常數項也要相減。 倍乘漏乘右邊:方程式乘以某數時,只乘左邊未知數,忘了等號右邊的常數。 答非所問:求出 x 或 y 就選答案,忘了題目問的是兩數和;選項中常出現單一未知數的值(如 3、5)或其他組合來誘答。 情境對象對調:把正面次數與反面次數弄反;例如反面次數 10 次也出現在選項中,須看清題目問的是哪一個。 分數與次數混用:總次數列 x+y,總分才列 3x+2y。高低分法的除數是「每次的分數差」,不是高分的分數。 只驗一條方程式:符合其中一式不代表是聯立方程式的解,驗算須同時代回兩式。 把「兩個都正」看成「和為正」:x+y>0 不能保證 x>0 且 y>0。 正數與非負數混淆:「正數」用>0,「非負數」才用≥0,會影響端點是否納入;0 本身可能是合法的 m 值,不要因為「0 不是正數」就誤以為 m=0 不行——要判斷的是解 x、y 是否為正,而不是 m。 反問法看錯:題目問「不可能」,要選落在範圍外的值,不是範圍內的值。 記憶口訣 係數好配就加減,係數為一先代入;求和先看能否合,算完回代驗兩式。 次數一式、總分一式;參數當常數,兩解皆正取交集,正數端點不含零。