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三元一次方程组及其解法6大题型
【知识点1 三元一次方程组及解法】
1.三元一次方程组中的方程不一定都是三元一次方程组,并且有时需对方程化简后再根据三元一次方程组的的定义进行判断.
2.解三元一次方程组的基本思想是消元,通过代入或加减消,使三元化为二元或一元,转化为我们已经熟悉的问题.
3.当三元一次方程组中出现比例式时,可采用换元法解方程组.
【题型1 三元一次方程组的解】
【例1】(2023春 零陵区期末)若二元一次方程组的解同时也是方程2x﹣my=﹣1的解,那么m的值为( )
A.﹣2 B.﹣1 C.3 D.4
【变式1-1】(2023春 梁平区期末)三元一次方程组的解是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(2023 坪山区模拟)若二元一次方程3x﹣y﹣7=0,2x+3y﹣1=0和2x+y﹣m=0有公共解,则m的取值为( )
A.﹣2 B.﹣1 C.3 D.4
【变式1-3】(2023春 高新区期末)如果方程组的解与方程组的解相同,则a+b= .
【题型2 用消元法解三元一次方程组】
【例2】(2023春 宝山区期末)解方程组:.
【变式2-1】(2023春 松江区期末)解方程组:.
【变式2-2】(2023春 新抚区期末)解方程组:.
【变式2-3】(2022 浙江自主招生)解方程组
【题型3 用换元法解三元一次方程组】
【例3】(2023春 南陵县期末)已知:,且3a+2b﹣4c=9,则a+b+c的值等于 .
【变式3-1】(2022 晋江市模拟)已知方程组,则x:y:z= .
【变式3-2】(2022秋 静安区月考)已知,那么代数式 .
【变式3-3】解方程组:
方程组中的①式实际包含三个等式:,,,只需任取其中两个(另一个通过这两个代换即可得),便可以与②式联立成三元一次方程组,如,然后用一般方法求解.对原方程组也可以用换元的方法来求解.令k,则有x=2k,y=3k,z=4k③,把③代入②,得4k+3k+4k=22,解得k=2,所以x=4,y=6,z=8,所以原方程组的解为.
借鉴上述“换元法”,解方程组.
【题型4 构建三元一次方程组解题】
【例4】(2022秋 邛崃市期末)当x=﹣2时,代数式ax2+bx+c的值是5;当x=﹣1时,代数式ax2+bx+c的值是0;当x=1时,代数式ax2+bx+c的值是﹣4;则当x=2时,代数式ax2+bx+c的值是 .
【变式4-1】(2023春 和平区期末)在等式y=ax2+bx+c中,当x=﹣1时,y=0;当x=2时,y=3;当x=5时,y=60,则a= ,b= ,c= .
【变式4-2】(2023春 海口期末)在等式y=ax2+bx+c中,当x=﹣1时,y=0;当x=5时,y=60;当x=0时,y=﹣5.求a2+2ab+c2的值.
【变式4-3】(2023春 崇川区校级月考)已知y=ax2+bx+c,当x=1时,y=8;当x=0时,y=2;当x=﹣2时,y=4.
(1)求a,b,c的值;
(2)当x=﹣3时,求y的值.
【题型5 运用整体思想求值】
【例5】(2023 苏州一模)阅读材料:善于思考的小明在解方程组时,采用了一种“整体代换”的解法,解法如下:
解:将方程②8x+20y+2y=10,变形为2(4x+10y)+2y=10③,把方程①代入③得,2×6+2y=10,则y=﹣1;把y=﹣1代入①得,x=4,所以方程组的解为:
请你解决以下问题:
(1)试用小明的“整体代换”的方法解方程组
(2)已知x、y、z,满足试求z的值.
【变式5-1】(2023春 金坛区期末)若2x+y+z=10,3x+y+z=12,则x+y+z= .
【变式5-2】阅读以下材料:
若x+3y+5z=5,x+4y+7z=7,求x+y+z的值.
解:x+y+z=3(x+3y+5z)﹣2(x+4y+7z)=3×5﹣2×7=1.
答:x+y+z的值的为1.
根据以上材料提供的方法解决如下问题:
若2x+5y+4z=6,3x+y﹣7z=﹣4,求x+y﹣z的值.
【变式5-3】(2022春 鼓楼区期中)解二元一次方程组的关键是“消元”,即把“二元”转化为“一元”,同样,我们可以用“消元”的方法解三元一次方程组.下面,我们就来解一个三元一次方程组:
解方程组
小曹同学的部分解答过程如下:
解: + ,得3x+4y=10,④
+ ,得5x+y=11,⑤
与 联立,得方程组
(1)请补全小曹同学的解答过程:
(2)若m、n、p、q满足方程组,则m+n﹣2p+q= .
【知识点2 三元一次方程组的应用】
1.列方程组解决问题的一般步骤:(1)审题;(2)设元;(3)列方程组;(4)解方程组;(5)检验并作答.
2.列方程组时需要注意以下几方面
(1)单位必须统一,例如时间单位.
(2)解方程组后一定要把解代回实际问题中检验,不合题意的要舍去.
【题型6 三元一次方程组的应用】
【例6】汽车在平路上每小时行30千米,上坡时每小时行28千米,下坡时每小时行35千米,现在行驶142千米的路程用去4小时30分钟,回来使用4小时42分钟,问这段路中平路有多少千米?去时上、下坡各有多少千米?
【变式6-1】某单位职工在植树节时去植树,甲、乙、丙三个小组共植树50株,乙组植树的株数是甲、丙两组的和的,甲组植树的株数恰是乙组与丙组的和,问每组各植树多少株?
【变式6-2】如图中的□、△、○分别代表一个数字,且满足以下三个等式:
□+□+△+○=17
□+△+△+○=14
□+△+○+○=13,
则□、△、○分别代表什么数字?并说明理由.
【变式6-3】(2022春 乐清市期末)为了推动我市消费市场快速回暖,加快消费水平复苏和振兴,市人民政府决定,举办“春暖瓯越 温享生活”消费券多次投放活动,每期消费券共可减68元,共5张,其中A型1张,B型2张,C型2张,如下表:
A型 B型 C型
满168元减38元 满50元减10元 满20元减5元
在此次活动中,小明父母领到多期消费券.
(1)若小明妈妈用三种不同类型的消费券共减了199元,已知她用了3张A型消费券,5张B型的消费券,则用了 7 张C型的消费券.
(2)若小明父母使用消费券共减了230元.
①若他们用12张三种不同类型的消费券消费,已知C型比A型的消费券多1张,请求出他们用这三种不同类型的消费券各多少张?
②若他们共领到6期消费券(部分未使用),用A,B,C型中的两种不同类型的消费券消费,直接写出他们使用哪两种消费券各多少张.
三元一次方程组及其解法-重难点题型
【知识点1 三元一次方程组及解法】
1.三元一次方程组中的方程不一定都是三元一次方程组,并且有时需对方程化简后再根据三元一次方程组的的定义进行判断.
2.解三元一次方程组的基本思想是消元,通过代入或加减消,使三元化为二元或一元,转化为我们已经熟悉的问题.
3.当三元一次方程组中出现比例式时,可采用换元法解方程组.
【题型1 三元一次方程组的解】
【例1】(2023春 零陵区期末)若二元一次方程组的解同时也是方程2x﹣my=﹣1的解,那么m的值为( )
A.﹣2 B.﹣1 C.3 D.4
【分析】两个方程具有相同的解,可运用加减消元法得出二元一次方程组的解,然后将得出的x、y的值代入2x﹣my=﹣1中,即可得出m的值.
【解答】解:两式相加得:5x=5,
解得:x=1,y=1,
所以2x﹣my=2﹣m=﹣1,
m=3,
故选:C.
【变式1-1】(2023春 梁平区期末)三元一次方程组的解是( )
A. B. C. D.
【分析】此题是选择题不用硬求,可以将A、B、C、D四个选项分别代入三元一次方程组,看是否成立.
【解答】解:A、将A选项代入方程组得,2×1≠3×3≠6×5,故A选项错误;
B、将B选项代入方程组得,2×6≠3×3≠6×2,故B选项错误;
C、将C选项代入方程组得,2×6=3×4=6×2,6+2×4+2=16.满足方程,故C选项正确;
D、将D选项代入方程组得,2×4≠3×5≠6×6,故D选项错误;
故选:C.
【变式1-2】(2023 坪山区模拟)若二元一次方程3x﹣y﹣7=0,2x+3y﹣1=0和2x+y﹣m=0有公共解,则m的取值为( )
A.﹣2 B.﹣1 C.3 D.4
【分析】理解清楚题意,有二元一次方程3x﹣y﹣7=0,2x+3y﹣1=0求得x,y的值,将其代入方程2x+y﹣m=0,可求得m的值.
【解答】解:①×3+②,得x=2,
代入①,得y=﹣1,
把x=2,y=﹣1代入方程2x+y﹣m=0,
得2×2﹣1﹣m=0,
m=3.
故选:C.
【变式1-3】(2023春 高新区期末)如果方程组的解与方程组的解相同,则a+b= 1 .
【分析】两个方程组的解相同,意思是这两个方程组中的x都等于4,y都等于3,即是方程组的解,根据方程组的解的定义,即可求出a+b的值.
【解答】解:依题意,知是方程组的解,
∴
①+②,得7a+7b=7,
方程两边都除以7,得a+b=1.
【题型2 用消元法解三元一次方程组】
【例2】(2023春 宝山区期末)解方程组:.
【分析】用加减消元法解三元一次方程组.
【解答】解:,
由②﹣①,得:3x+3y=3④,
由③﹣②,得:21x+3y=57⑤,
由⑤﹣④,得:18x=54,
解得:x=3,
将x=3代入④,得:9+3y=3,
解得:y=﹣2,
将x=3,y=﹣2代入①,得:3+2+z=0,
解得:z=﹣5,
∴方程组的解为:.
【变式2-1】(2023春 松江区期末)解方程组:.
【分析】利用“加减消元法”和“代入法”来解此三元一次方程组.
【解答】解:,
由①×2﹣②,得5x+3y=11 ④,
由①+③,得5x+6y=17 ⑤,
由⑤﹣④,并整理得y=2,
把y=2代入④,并解得x=1,
把x=1,y=2代入①,并解得z=3,
所以,原方程组的解是:.
【变式2-2】(2023春 新抚区期末)解方程组:.
【分析】①+②得出3x+y=5④,①×2+③得出5x+5y=15,求出x+y=3⑤,④﹣⑤求出x,再把x=1代入⑤求出y,最后把x=1,y=2代入①求出z即可.
【解答】解:,
①+②得:3x+y=5④,
①×2+③得:5x+5y=15,
即x+y=3⑤,
④﹣⑤得:2x=2,
解得:x=1,
把x=1代入⑤得:y=2,
把x=1,y=2代入①得:z=3,
则方程组的解为.
【变式2-3】(2022 浙江自主招生)解方程组
【分析】方程组利用加减消元法求出解即可.
【解答】解:,
②+③﹣①得:yz+y﹣z=10④,
把④代入②,③得:xy﹣x,zx+x=2,
∴y1,z1,
∵10=yz+y﹣z,
∴(y﹣1)(z+1)=9,
∴9,
开方得:x=±,
把x代入得:y,z=5,
把x代入得:y,z=﹣7,
则方程组的解为或.
【题型3 用换元法解三元一次方程组】
【例3】(2023春 南陵县期末)已知:,且3a+2b﹣4c=9,则a+b+c的值等于 ﹣15 .
【分析】先设比例系数为k,代入3a+2b﹣4c=9,转化为关于k的一元一次方程解答.
【解答】解:设k,
则a=3k,b=5k,c=7k,
代入3a+2b﹣4c=9,
得9k+10k﹣28k=9,
解得:k=﹣1,
∴a=﹣3,b=﹣5,c=﹣7,
于是a+b+c=﹣3﹣5﹣7=﹣15.
故本题答案为:﹣15.
【变式3-1】(2022 晋江市模拟)已知方程组,则x:y:z= 2:3:1 .
【分析】先解方程组,用含z的代数式表示x、y,再求x:y:z.
【解答】解:,
①+②,得2x﹣4z=0,
∴x=2z.
①﹣②,得2y﹣6z=0,
∴y=3z.
∴x:y:z=2z:3z:z=2:3:1.
故答案为:2:3:1.
【变式3-2】(2022秋 静安区月考)已知,那么代数式 .
【分析】设k,得到解三元一次方程组,求得x、y、z的值,代入解析式即可求得.
【解答】解:设k,
∴
解得,
∴代数式,
故答案.
【变式3-3】解方程组:
方程组中的①式实际包含三个等式:,,,只需任取其中两个(另一个通过这两个代换即可得),便可以与②式联立成三元一次方程组,如,然后用一般方法求解.对原方程组也可以用换元的方法来求解.令k,则有x=2k,y=3k,z=4k③,把③代入②,得4k+3k+4k=22,解得k=2,所以x=4,y=6,z=8,所以原方程组的解为.
借鉴上述“换元法”,解方程组.
【分析】将,得出x=2k﹣1,y=3k﹣2,z=4k﹣3,再代入解答即可.
【解答】解:把解方程组中的,
可得:x=2k﹣1,y=3k﹣2,z=4k﹣3,
把x=2k﹣1,y=3k﹣2,z=4k﹣3代入2x+3y﹣z=13,
可得:4k﹣2+9k﹣6﹣4k+3=13,
解得:k=2,
可得:x=3,y=4,z=5;
所以方程组的解是:.
【题型4 构建三元一次方程组解题】
【例4】(2022秋 邛崃市期末)当x=﹣2时,代数式ax2+bx+c的值是5;当x=﹣1时,代数式ax2+bx+c的值是0;当x=1时,代数式ax2+bx+c的值是﹣4;则当x=2时,代数式ax2+bx+c的值是 ﹣3 .
【分析】根据题意列出三元一次方程组可得a、b、c的值,进而可得当x=2时,代数式ax2+bx+c的值.
【解答】解:根据题意,得
,
解得,
∴当x=2时,代数式ax2+bx+c的值为:
1×22+(﹣2)×2+(﹣3)=4﹣4﹣3=﹣3.
故答案为:﹣3.
【变式4-1】(2023春 和平区期末)在等式y=ax2+bx+c中,当x=﹣1时,y=0;当x=2时,y=3;当x=5时,y=60,则a= 3 ,b= ﹣2 ,c= ﹣5 .
【分析】由“当x=﹣1时,y=0;当x=2时,y=3;当x=5时,y=60”即可得出关于a、b、c的三元一次方程组,解方程组即可得出结论.
【解答】解:根据题意,得,
②﹣①,得a+b=1④;
③﹣①,得4a+b=10 ⑤.
④与⑤组成二元一次方程组,
解这个方程组,得,
把代入①,得c=﹣5.
因此,
故答案为为3,﹣2,﹣5.
【变式4-2】(2023春 海口期末)在等式y=ax2+bx+c中,当x=﹣1时,y=0;当x=5时,y=60;当x=0时,y=﹣5.求a2+2ab+c2的值.
【分析】代入后得出三元一次方程组,求出a=3,b=﹣2,c=﹣5,再求出答案即可.
【解答】解:依题意得,
整理得,
①+②得:6a=18,即a=3,
把a=3代入①得:b=﹣2,
∴a2+2ab+c2
=32+2×3×(﹣2)+(﹣5)2
=9﹣12+25
=22.
【变式4-3】(2023春 崇川区校级月考)已知y=ax2+bx+c,当x=1时,y=8;当x=0时,y=2;当x=﹣2时,y=4.
(1)求a,b,c的值;
(2)当x=﹣3时,求y的值.
【分析】(1)把x、y的值分别代入y=ax2+bx+c,得出关于a、b、c的方程组,求出方程组的解即可;
(2)求出yx2x+2,再把x=﹣3代入,即可求出答案.
【解答】解:(1)根据题意得:,
把②代入①,得a+b+2=8④,
把②代入③,得4a﹣2b+2=4⑤,
由④和⑤组成方程组,
解得:a,b,
所以a,b,c=2;
(2)由(1)得:yx2x+2,
当x=﹣3时,y(﹣3)2(﹣3)+2=12.
【题型5 运用整体思想求值】
【例5】(2023 苏州一模)阅读材料:善于思考的小明在解方程组时,采用了一种“整体代换”的解法,解法如下:
解:将方程②8x+20y+2y=10,变形为2(4x+10y)+2y=10③,把方程①代入③得,2×6+2y=10,则y=﹣1;把y=﹣1代入①得,x=4,所以方程组的解为:
请你解决以下问题:
(1)试用小明的“整体代换”的方法解方程组
(2)已知x、y、z,满足试求z的值.
【分析】(1)将②变形后代入方程解答即可;
(2)将原方程变形后利用加减消元解答即可.
【解答】解:(1)
将②变形得3(2x﹣3y)+4y=11 ④
将①代入④得
3×7+4y=11
y
把y代入①得,
∴方程组的解为
(2)
由①得3(x+4y)﹣2z=47 ③
由②得2(x+4y)+z=36 ④
③×2﹣④×3得z=2
【变式5-1】(2023春 金坛区期末)若2x+y+z=10,3x+y+z=12,则x+y+z= 8 .
【分析】联立已知两个方程组成方程组,利用加减消元法得到x和y+z的值,即可确定出x+y+z的值.
【解答】解:联立得:,
②﹣①得:x=2,
①+②得:5x+2y+2z=22③,
∴x+y6,
∴x+y+z=2+6=8,
故答案为:8.
【变式5-2】阅读以下材料:
若x+3y+5z=5,x+4y+7z=7,求x+y+z的值.
解:x+y+z=3(x+3y+5z)﹣2(x+4y+7z)=3×5﹣2×7=1.
答:x+y+z的值的为1.
根据以上材料提供的方法解决如下问题:
若2x+5y+4z=6,3x+y﹣7z=﹣4,求x+y﹣z的值.
【分析】根据2x+5y+4z=6,3x+y﹣7z=﹣4,将题目中的式子变形即可求得x+y﹣z的值.
【解答】解:∵4(2x+5y+4z)+6(3x+y﹣7z)
=8x+20y+16z+18x+6y﹣42z
=26x+26y﹣26z
=26(x+y﹣z),
2x+5y+4z=6,3x+y﹣7z=﹣4,
∴4×6+6×(﹣4)=26(x+y﹣z),
解得,x+y﹣z=0.
【变式5-3】(2022春 鼓楼区期中)解二元一次方程组的关键是“消元”,即把“二元”转化为“一元”,同样,我们可以用“消元”的方法解三元一次方程组.下面,我们就来解一个三元一次方程组:
解方程组
小曹同学的部分解答过程如下:
解: ① + ② ,得3x+4y=10,④
② + ③ ,得5x+y=11,⑤
⑤ 与 ④ 联立,得方程组
(1)请补全小曹同学的解答过程:
(2)若m、n、p、q满足方程组,则m+n﹣2p+q= ﹣2 .
【分析】(1)根据每一步得到的方程反推其计算的由来,得到二元一次方程组后用代入消元或加减消元法解出x和y,再代回原方程组求z.
(2)把(m+n)看作整体,解关于(m+n)、p、q的三元一次方程组.
【解答】解:(1)方程组
小曹同学的部分解答过程如下:
解:①+②,得3x+4y=10,④
②+③,得5x+y=11,⑤
⑤与④联立,得方程组
解得:
把代入①得:2+1+z=2,
解得:z=﹣1,
∴原方程组的解是
故答案为:①,②,②,③,⑤,④.
(2)
②﹣①×2得:p﹣3q=8④,
③﹣①×3得:﹣5p﹣2q=﹣6⑤,
由④与⑤组成方程组
解得:,
代入①得:m+n=4
∴m+n﹣2p+q=﹣2
故答案为:﹣2.
【知识点2 三元一次方程组的应用】
1.列方程组解决问题的一般步骤:(1)审题;(2)设元;(3)列方程组;(4)解方程组;(5)检验并作答.
2.列方程组时需要注意以下几方面
(1)单位必须统一,例如时间单位.
(2)解方程组后一定要把解代回实际问题中检验,不合题意的要舍去.
【题型6 三元一次方程组的应用】
【例6】汽车在平路上每小时行30千米,上坡时每小时行28千米,下坡时每小时行35千米,现在行驶142千米的路程用去4小时30分钟,回来使用4小时42分钟,问这段路中平路有多少千米?去时上、下坡各有多少千米?
【分析】本题中需要注意的一点是:去时的上坡和下坡路与回来时的上坡和下坡路正好相反,平路路程不变.题中的等量关系是:甲、乙两地路程是142千米,;去时上坡时间+下坡时间+平路时间=4小时;回时上坡时间+下坡时间+平路时间=4小时42分,据此可列方程组求解.
【解答】解:设去时上坡路是x千米,下坡路是y千米,平路是z千米.依题意得:
,
解得.
答:这段路的去时上坡路是42千米,下坡路是70千米,平路是30千米.
【变式6-1】某单位职工在植树节时去植树,甲、乙、丙三个小组共植树50株,乙组植树的株数是甲、丙两组的和的,甲组植树的株数恰是乙组与丙组的和,问每组各植树多少株?
【分析】题中有三个等量关系:①甲组植树的株数+乙组植树的株数+丙组植树的株数=50,②乙组植树的株数=(甲组植树的株数+丙组植树的株数),③甲组植树的株数=乙组植树的株数+丙组植树的株数.根据这三个等量关系可列出三元一次方程组,求出方程组的解即可.
【解答】解:设甲组植树x株,乙组植树y株,丙组植树z株.
由题意,得,
解得.
答:甲组植树25株,乙组植树10株,丙组植树15株.
【变式6-2】如图中的□、△、○分别代表一个数字,且满足以下三个等式:
□+□+△+○=17
□+△+△+○=14
□+△+○+○=13,
则□、△、○分别代表什么数字?并说明理由.
【分析】先设□=x,△=y,○=z,根据题意列出方程2x+y+z=17①,x+2y+z=14②,x+y+2z=13③,然后用加减消元法和代入法解方程即可.
【解答】解:设□=x,△=y,○=z,
由题意得:,
由①﹣③得:x﹣y=3,
由②﹣③得:y=1+z,
∴x=4+z,
把x、y的值代入①得:z=2,
∴x=6,y=3.
即□代表6、△代表3、○代表2.
【变式6-3】(2022春 乐清市期末)为了推动我市消费市场快速回暖,加快消费水平复苏和振兴,市人民政府决定,举办“春暖瓯越 温享生活”消费券多次投放活动,每期消费券共可减68元,共5张,其中A型1张,B型2张,C型2张,如下表:
A型 B型 C型
满168元减38元 满50元减10元 满20元减5元
在此次活动中,小明父母领到多期消费券.
(1)若小明妈妈用三种不同类型的消费券共减了199元,已知她用了3张A型消费券,5张B型的消费券,则用了 7 张C型的消费券.
(2)若小明父母使用消费券共减了230元.
①若他们用12张三种不同类型的消费券消费,已知C型比A型的消费券多1张,请求出他们用这三种不同类型的消费券各多少张?
②若他们共领到6期消费券(部分未使用),用A,B,C型中的两种不同类型的消费券消费,直接写出他们使用哪两种消费券各多少张.
【分析】(1)根据小明妈妈用三种不同类型的消费券共减了199元,列出算式计算即可求解;
(2)①设A型消费券x张,B型消费券y张,C型消费券z张,根据等量关系列出方程组计算即可求解;
②6期消费券有A型6张,B型12张,C型12张,找到用A,B,C型中的两种不同类型的消费券消费共减了230元的情况即可求解.
【解答】解:(1)(199﹣38×3﹣5×10)÷5=7(张).
故用了7张C型的消费券.
故答案为:7;
(2)①设A型消费券x张,B型消费券y张,C型消费券z张,依题意有
,
解得.
故A型消费券5张,B型消费券1张,C型消费券6张;
②6期消费券有A型6张,B型12张,C型12张,
∵38×5+10×4=230(元),
38×5+5×8=230(元),
∴A型消费券5张,B型消费券4张或A型消费券5张,C型消费券8张.
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