3.3 解一元一次方程(二)——去括号与去分母
1.解一元一次方程——去括号
(1)意义:在解方程过程中,为了便于移项、合并同类项,将括号去掉.
(2)依据:去括号法则:①括号前是“+” ( http: / / www.21cnjy.com )号,把括号和它前面的“+”号去掉,括号里各项都不改变符号;②括号前是“-”号,把括号和它前面的“-”号去掉,括号里各项都改变符号.
(3)解一元一次方程的步骤:→→→.
谈重点 去括号 ①括号前面是“-”号时,去掉括号后,括号内的各项均要改变符号,不能只改变括号内第一项或前几项的符号,而忘记改变其余的符号.
②当括号前是数字因数时,应利用分配律先将数与括号内的各项分别相乘再去括号,以免发生错误.
③遇到多层括号一般由里到外,逐层去括号,也可由外到里.
【例1】 去括号解下列方程:
(1)x+1=2(2x-7);
(2)3(x+1)-2(x+2)=2x+3.
分析:先去括号,变为前面所学类型方程,再移项、合并同类项、系数化为1求解.
解:(1)x+1=2(2x-7),
去括号,得x+1=4x-14.
移项,得-4x+x=-14-1.
合并同类项,得-3x=-15.
系数化为1,得x=5.
(2)3(x+1)-2(x+2)=2x+3,
去括号,得3x+3-2x-4=2x+3.
化简,得x-1=2x+3.
移项,得x-2x=3+1.
合并同类项,得-x=4.
系数化为1,得x=-4.
2.解一元一次方程——去分母
(1)目的:将方程中的分母化去,把系数化为整数,便于计算.
(2)依据:等式的性质2.
(3)方法:方程两边同时都乘以所有分母的最小公倍数,约去分母,变为不含分母的方程.
谈重点 去分母 ①等式两边每项都同时乘以分母的“最小公倍数”,没分母的项也要乘以最小公倍数.②去分母后分子是多项式的一定要用括号括起来.
(4)解一元一次方程的步骤
解一元一次方程的一般步骤有:去分母、去括号、移项、合并同类项、系数化为1.具体见下表:
变形名称 具体做法 变形依据 注意事项
去分母 方程左右两边的每一项都乘以各分母的最小公倍数 等式的基本性质2 不能有漏乘不含分母的项;分子是多项式的去掉分母后,要加小括号
去括号 可由小到大,或由大到小去括号 乘法对加法的分配律;去括号的法则 不要漏乘括号内的项;括号前是“-”号的,去括号时括号内的所有项都要变号
移项 移项就是将方程中的某些项改变符号后,从方程的一边移到另一边. 等式的基本性质1 移项要变号
合并同类项 将方程化为ax=b的最简形式 合并同类项的法则 只将系数相加,字母及其指数不变
化系数为1 方程的左右两边同时除以未知数系数或乘以未知数系数的倒数 等式的基本性质2 分子、分母不能颠倒
谈重点 解一元一次方程的步骤 值得注意的 ( http: / / www.21cnjy.com )是:(1)这些步骤在解方程时不一定全部都用到,也不一定按照顺序进行,可根据方程的形式,灵活安排步骤;(2)为了避免错误,可将解出的结果代入原方程进行检验.
【例2】 解下列方程:
(1)-1=;
(2)-=2-.
分析:(1)方程两边同乘以4和6的最小公倍数12,去掉分母.(2)方程两边同时乘以所有分母的最小公倍数6去掉分母.
解:(1)-1=,
去分母,得3(2y-1)-12=2(y-2).
去括号,得6y-3-12=2y-4.
移项,得6y-2y=-4+3+12.
合并同类项,得4y=11.
系数化为1,得y=.
(2)-=2-,
去分母,得2(x-1)-(x+2)=12-3(4-x).
去括号,得2x-2-x-2=12-12+3x.
化简,得x-4=3x.
移项,得x-3x=4.
合并同类项,得-2x=4.
系数化为1,得x=-2.
注意:去分母时一定不要漏乘不含分母的项哦.
3.解含有小数分母的方程
(1)意义:有些方程分子、分母中含有小数( ( http: / / www.21cnjy.com )分数),可根据分数的性质,将分子、分母化为整数,变为含整数分母的方程,再去分母,逐步化简,解出方程.
(2)依据:分数的性质(分数的分子分母同乘以或除以一个不为0的数,分数的值不变).
(3)方法:根据实际,一般把单个含小数分母的式子的分子、分母同乘以10或100,化为整数分母.
(4)与去分母的异同:①去 ( http: / / www.21cnjy.com )分母根据的是等式的性质,两边同乘,去掉分母,两边的值改变,只是左右两边还相等,②化小数分母为整数分母,根据的是分数的性质,分子分母同乘,是局部变化,值不变.
【例3】 解方程:(1)+=.
(2)+=.
分析:根据分数的基本性质,将含小数分母的式子,分子、分母同乘以10(或100),把小数分母化为整数分母.
解:(1)化为整数分母,得
+=,
即+=.
化简,得+=4-10x.
去分母并解方程,得x=.
(2)化为整数分母,得+=2x.
去分母,得5(x-4)+2(2x-3)=2x×10.
解方程,得x=-.
4.行程问题
行程问题是应用题中最常见、应用最多,分类和变化最多的一类题.
(1)相关量及关系:路程s、速度v、时间t,s=vt,以及由此变化得到的v=;t=.
(2)行程问题中常用等量关系:必须是路程=路程,速度=速度,时间=时间.
行程问题一般都有两种情况,分别有甲、乙各自的路程、时间、速度,但绝大多数情况下,甲、乙的路程与路程、时间与时间、速度与速度之间又互相联系.
(3)分类:分类多,形式多样,变化也多,主要有相遇问题、追击问题、往返问题、航行问题、环形问题等.
(4)关键词:同时、同地、相向而行、背向而行,先出发、后出发、晚几小时到达、每小时多行、返回、相遇、相距、….
(5)注意点:行程问题中,不管甲、乙两种情况之间有何联系,甲的路程=甲的时间×甲的速度,甲的速度=甲的路程÷甲的时间,不能出现甲的速度=乙的路程÷乙的时间这样的问题,即使甲、乙的路程、速度、时间相等,但也是各自的路程、速度、时间.
(6)解法:一般根据题意,用线段画出示意图,分析两种情况,从相互关系和自身关系两方面考虑,列方程解决.
【例4-1】 甲、乙两站路程为360 km,一列慢车从甲站开出,每小时行48 km;一列快车从乙站开出,每小时行72 km.
(1)两车同时开出,相向而行,多少小时相遇?
(2)若快车先开出25分钟,慢车再出发,两车相向而行,慢车开出多少小时后两车相遇?
分析:(1)设两车开出x小时后相遇.根据“慢车所走的路程+快车所走的路程=总路程”可列方程.
(2)设慢车行驶x小时相遇,根据“慢车所走的路程+快车所走的路程=总路程”可列方程.
解:(1)设两车开出x小时后相遇,根据题意,得48x+72x=360,解得x=3.
答:两车开出3小时后相遇.
(2)设慢车开出x小时后相遇,根据题意,得48x+72x+72×=360,解得x=2.
答:慢车开出2小时后两车相遇.
【例4-2】甲、乙两人分别从A,B两地同时相向出发,在离B地6千米处相遇后又继续前进,甲到B地,乙到A地后,都立即返回,又在离A地8千米处相遇,求A,B两地间的距离.
分析:用常规方法解决本题具有一定难度, ( http: / / www.21cnjy.com )如下图,若把两个运动过程一起处理,第一次相遇,甲、乙两人合走一个全程,对应乙走6千米;第二次相遇,甲、乙两人合走了三个全程,故乙共走了3×6=18千米,从另一个角度看,乙共走了一个全程加8千米,所以这两个路程是相等的.
解:设A,B两地间的距离为x千米,第二次相遇时乙共走了(x+8)千米,所以x+8=3×6,x=10.
答:A,B两地间的距离为10千米.,
5.形积问题
(1)常用的体积公式:
长方体的体积=长×宽×高;
正方体的体积=棱长×棱长×棱长;
圆柱体的体积=底面积×高=πr2h;
圆锥体的体积=×底面积×高=πr2h.
(2)常用的面积、周长公式:
长方形的面积=长×宽;
长方形的周长=2×(长+宽);
正方形的面积=边长×边长;
正方形的周长=边长×4;
三角形的面积=×底×高;
平行四边形的面积=底×高;
梯形的面积=×(上底+下底)×高;
圆的面积=πr2,圆的周长=2πr.
(3)形积变化中的等量关系:
形积变化问题中,图形的形状和体积会发生变化,但应用题中一定有相等关系.分以下几种情况:
①形状发生了变化,体积不变.其相等关系是:变化前图形的体积=变化后图形的体积.
②形状、面积发生了变化,周长不变.其相等关系是:变化前图形的周长=变化后图形的周长.
③形状、体积不同.根据题意找出体积之间的关系,即为相等关系.
(4)应用题中相等关系的找法:
①认真分析题意,找出已知数和未知数;②抓住题目中反映相等关系的关键词;③掌握基本问题的常用关系式;④通过画图、列表等方法找相等关系.
【例5-1】 墙上钉着一根彩绳围成的梯形形状的饰物,如图中实线所示.小明将梯形下底的钉子去掉,并将这条彩绳钉成一个长方形,如图中虚线所示.小明所钉长方形的长、宽各为多少?
分析:饰物形状变化前后有两个不变的 ( http: / / www.21cnjy.com )量,一个是周长,另一个是变化前梯形的上底和变化后长方形的宽.根据题意可设长方形的长为x,则长方形的周长为2x+2×10,梯形的周长为10+10+10+6+10+6=52,则2x+20=52,从而解得x=16.
解:设小明所钉长方形的长为x,根据题意得:
2x+2×10=10+10+6+10+6+10,
整理得,2x+20=52,解得x=16.
由于饰物变化前后长度为10的边没有变化,所以长方形的宽为10.
答:长方形的长为16,宽为10.
【例5-2】 用一个底面半径是40 ( http: / / www.21cnjy.com )毫米,高为120毫米的圆柱形玻璃杯向一个底面半径为100毫米的大圆柱形玻璃杯中倒水,倒了满满10杯水后,大玻璃杯的液面离杯口还有10毫米,则大玻璃杯的高度是多少?
分析:根据“小圆柱体的体积×10=大圆柱形玻璃杯中水的体积”列方程求解.
解:设大玻璃杯的高度是x毫米,根据题意,得
π·1002(x-10)=π·402×120×10.
解这个方程,得x=202.
答:大玻璃杯的高为202毫米.
【例5-3】 将内直径为20 cm的圆柱形水 ( http: / / www.21cnjy.com )桶中的全部水倒入一个长、宽、高分别为30 cm,20 cm,80 cm的长方形铁盒中,正好倒满,求圆柱形水桶的高.(π取3.14)
分析:由于水的体积不变,可知两个容器的容积相同.所以本题的相等关系是:圆柱的容积=长方体的容积.
解:设圆柱形水桶高x cm.
根据题意,得π2·x=30×20×80.解得x=≈152.87.
答:圆柱形水桶高约152.87 cm.
6.巧解一元一次方程
解一元一次方程的一般步骤是 ( http: / / www.21cnjy.com ):有分母的先去分母,再去括号、移项、合并同类项、系数化为1.可有些方程有自己独特的特点,因此它们虽然可以用常规解法解出,但根据方程自身特点,巧妙、灵活运用不同的计算方式和计算手段,可以简化解题过程,能快速准确地解出方程,解决问题.如:方程3(x+1)-(x-1)=2(x-1)-(x+1)可以不先去括号,而把(x+1),(x-1)分别看成一个整体进行移项、合并同类项,得(x+1)=(x-1),再去分母,得3(x+1)=2(x-1),进而去求解等.
因此解方程过程中,要注意观察,灵活运用,要勇于突破、创新,最简便、最快捷的解法就是最好的方法.
【例6】 解下列方程:
(1)0.7x+0.6=2.3x;(2)x+=x-;(3)-x=2.
分析:(1)两边同乘以1 ( http: / / www.21cnjy.com )0化为整系数解决会更简单;(2)先不去分母,先移项、合并同类项,同分母分数相加,从而简化计算过程;(3)根据分配律从外向内去括号更简便.
解:(1)方程两边同乘以10,得7x+6=23x.
移项,得-23x+7x=-6.
合并同类项,得-16x=-6.
系数化为1,得x=.
(2)移项,得x-x=--.
合并同类项,得x=-2.
(3)去括号,得eq \b\lc\(\rc\)()-3-x=2.
去括号、化简,得-x-4=2.
移项、合并同类项,得-x=6.
系数化为1,得x=-8.
7.劳力调配问题
劳力调配问题是应用题中常见的一种题型, ( http: / / www.21cnjy.com )这类问题的特点在于两方面的量都在发生变化,变化后原数量之间的大小关系也变化,主要有三种情况:一种是内部调整,由一方调入另一方,核心等量关系是甲增加的数目等于乙减少的数目,另一种外来加入,又分为都变化和只一方变化,第三种调出变化,也分为都调出或一方调出.不论那种情况,搞清人数的变化并用式子表示是关键,一般根据变化后的倍数关系列出方程.
常见题型:(1)既有调入又有调出都变化;(2)只有调入没有调出,调入部分变化,其余不变;(3)只有调出没有调入,调出部分变化,其余不变.
【例7】 某次义务劳动,有甲、乙两个工 ( http: / / www.21cnjy.com )地,甲工地有27人在劳动,乙工地有19人在劳动.现在又有20人来参加义务劳动,要使甲工地人数为乙工地人数的2倍.问应分别调往甲、乙两工地各多少人?
分析:设应调往甲工地x人,则调往乙工地(20-x)人.甲、乙两工地在增加人员前后的人数如下表:
甲工地人数 乙工地人数
原来 27 19
增加人数后 27+x 19+(20-x)
根据“甲工地人数为乙工地人数的2倍”列方程.
解:设应调往甲工地x人,则调往乙工地(20-x)人,
根据题意,得
27+x=2[19+(20-x)],
去括号,得27+x=38+40-2x,
解得x=17.
答:应调往甲工地17人,调往乙工地3人.
8.分段型问题应用
分段型一元一次方程的应用是指同一个 ( http: / / www.21cnjy.com )未知量在不同的范围内,限制条件不同的一类应用题.它是日常生活中常见的一种实用型的题型,经常出现在水电费的收取、打的收费、旅游优惠、购物优惠、个人所得税的收取等实际问题中.
这类问题往往描述比较复杂,数据量多,且变 ( http: / / www.21cnjy.com )化多,解决这类问题的关键,先要确定所给的数据所处的分段,然后要根据它的分段收费情况,分类解决.如:某地出租车的收费标准是:起步价10元(3千米以内);3千米到6千米,每千米2元;6千米之外,每千米1.8元.那么若某人乘车行驶了x千米的路程,他“打的”x千米的费用分为三种情况:(1)当x<3时,需支付10元;(2)当3≤x≤6时,需支付10+2(x-3)=(2x+4)元;(3)当x>6时,需支付10+3×2+1.8(x-6)=16+1.8x-10.8=(1.8x+5.2)元.
析规律 分段型问题 分段型收费问题要分段讨论解决,总收费是各段收费之和,具体计算过程中,一般后面收费时,要除去前面已收费部分,即不重复收费,这点一定要注意.这也是分段型问题的关键.
【例8】 甲、乙两班学生到集市上购买苹果,苹果价格如下表:
购买苹果数 不超过30千克 30千克以上但不超过50千克 50千克以上
每千克价格 3元 2.5元 2元
甲班分两次共购买苹果70千克(第二次多于第一次),共付出189元,乙班则一次购买苹果70千克.
(1)乙班比甲班少付出多少元?
(2)甲班第一次、第二次分别购买苹果多少千克?
分析:(1)由于乙班一次购买苹果70 ( http: / / www.21cnjy.com )千克,价格一定是2元/千克,求得乙班购买70千克苹果的金额,相减求出乙班比甲班少付出的金额.(2)要求甲班第一次、第二次分别购买苹果的数量,由表中提供的信息,需分段(三种情况)讨论:①两次都是30千克以上但不超过50千克;②第一次不超过30千克,第二次30千克以上但不超过50千克;③第一次不超过30千克,第二次50千克以上.
解:(1)乙班一次购买苹果70千克共付金额70×2=140(元),而189-140=49(元),所以乙班比甲班少付出49元.
(2)设第一次购买x千克.下面分三段讨论:
①若两次都是30千克以上但不超过50千克,则根据题意,得2.5x+2.5(70-x)=189,显然方程无解;
②第一次不超过30千克,第二次30千克以上但不超过50千克,则根据题意,得3x+2.5(70-x)=189,解得x=28,则70-x=42.
③第一次不超过30千克,第二次50千克以上,则根据题意,得3x+2(70-x)=189,解得x=49>30,不符实际.
答:甲班第一次购买28千克,第二次购买42千克.
9.火车过桥类问题解法
在行程问题中,计算路程一般不考虑交通工具的实际长短,但因火车长度较大,在一些过桥、穿越隧道的应用题中往往要考虑火车车身的长度.
这类题目主要出现在两类问题中:一类是火车过桥或过隧道问题,另一类是行军队伍问题,题目一般都告诉火车的长度和队伍的长度.
解法:这类问题归类于行程问题,所以解法 ( http: / / www.21cnjy.com )基本相似,因为整列火车离开桥面才算离开,所以在解决问题中考虑车身的长度,实际行驶路程要加上车长或减车长解决即可.
【例9】 已知某一铁桥长1 0 ( http: / / www.21cnjy.com )00米,今有一列火车从桥上通过,测得火车从开始上桥到完全过桥共用1分钟,整列火车完全在桥上的时间是40秒.求火车的速度和长度.
分析:由题意可知,整列火车完全在桥上时 ( http: / / www.21cnjy.com ),实际的行驶路程=桥长-车长,完全过桥所行使的路程=桥长+车长,可设车长为x米,根据速度相等列方程,求出车长,再求速度,也可以设车速为y千米/秒,根据桥长相等列方程:40y+200=60y-200求出速度,再求车长.
解:设火车车身长x米,根据题意,得=.解得x=200.
所以车速是==20(米/秒).
答:火车的速度是20米/秒,长度是200米.