在數量關係的備考中,有一個知識點在考試中非常重要,那就是不定方程,這類題型相對比較簡單,因此同學們在備考過程中需要重視。而講到不定方程,可能很多同學都想問,什麼是不定方程呢?小編在這裡給大家解釋一下:
在解釋不定方程之前,首先不得不提到的就是普通方程。相信普通方程同學們都比較熟悉。例如,經常遇到的一元一次方程2x+5=140,1個未知數給1個式子,通過移項可以解出x的值。又例如二元一次方程組
,2個未知數對應2個式子,通過代入消元法或加減消元法可以將方程的解求出來。
那麼什麼是不定方程呢?假如給一個方程2x+3y=5,2個未知數1個方程,如果想去求解這個方程,就會發現解是不固定的,可以是x=1,y=1;或者x=1.75,y=0.5;又或者x=4,y=-1……對於這類未知數個數大於獨立方程個數的方程,稱其為不定方程。
既然不定方程在實數範圍內有無窮多個解,那怎麼求解呢?一般情況下,在考試里求解不定方程是有限定條件的。通常都會把所求未知數限定在正整數範圍內,這樣不定方程由原來的無窮多個解就變成有限個解了。
3x+6y=42;x和y都是正整數,則x=( )
A.2 B.3 C.5 D.7
通過題干要求,發現x和y都在正整數範圍內,最先想到的解法就是從x=1,x=2……代入求解,但是這種方法顯然比較費時費力。有沒有更省時的方法呢?為了縮小嘗試範圍,可以尋找未知數的數字特徵。
首先觀察未知數係數,發現3和6,一個是奇數,一個是偶數。此時可以通過奇偶性來判斷未知數數字特徵。因為42為偶數,6y是偶數,偶數+偶數=偶數,因此3x為偶數,所以x為偶數。而選項中只有2為偶數,確定答案是A。此時利用的是奇偶性。
小結:當未知數前的係數一奇一偶時,可根據奇偶性判定所求未知數的奇偶性,從而快速選擇選項。
那麼如果未知數的係數並非一奇一偶,這時怎麼辦呢?
3x+7y=49;x和y都是正整數,則x=( )
A.4 B.7 C.9 D.11
觀察未知數係數3和7都是奇數,而奇數乘一個數的奇偶性是不確定的。這時觀察未知數係數和常數項,發現7和49都是7的整數倍。7y為7的整數倍,49為7的整數倍,7的整數倍+7的整數倍=7的整數倍,因此,3x也是7的整數倍,從而確定x為7的整數倍,選項中只有B為7的整數倍,因此確定答案是B。此時用到的是整除特性。
小結:當未知數前的係數和等號右邊的常數有公約數時,可根據整除特性判定所求未知數的整除特徵,從而快速選擇選項。
如果利用奇偶性和整除特性都無法解決題目,這個時候怎麼辦呢?
3x+10y=49;x和y都是正整數,則x=( )
A.1 B.3 C.5 D.7
首先觀察未知數係數3和10,符合一奇一偶的特點,由於10y為偶數,49為奇數,因此確定3x為奇數,確定x為奇數,而選項均為奇數,無法判定答案。因此需要進一步確定x的取值範圍。知道10乘一個數,尾數一定是0,而49的尾數是9,尾數9+尾數0=尾數9,因此確定3x一項的尾數為9,所以x的尾數為3。選項中只有B符合條件,確定答案是B。此時用到的是尾數法。
小結:當未知數前的係數是5或10時,可根據尾數判定所求未知數的尾數特徵,從而快速選擇選項。
下面一起來看一看實際考試中會怎麼出題,也檢驗下大家是否掌握了這三種方法!
由於在考試中,題目並不會像上面例題一樣,直接給出方程和「x和y為正整數」的限定條件,一般會賦予x和y現實意義,例如人數、件數、個數等,如下所示:
建築公司租用吊車和叉車各若干輛,每日租金為10萬元,已知吊車和叉車的日租金分別為1萬元和1500元,問:建築公司最多租用了多少輛吊車?
A.6 B.7 C.8 D.9
首先告訴了吊車和叉車的日租金,而且知道了每天的租金總和是10萬元這樣一個比較明顯的等量關係。利用吊車總租金+叉車總租金=10萬元構建等量關係。知道了每輛車的日租金,設租用吊車x輛,叉車y輛。即:
10000x+1500y=100000
求建築公司最多租用了多少輛吊車,也就是求x的最大值。發現式子裡面有兩個未知數,未知數的個數大於獨立方程的個數,所以這個方程是不定方程。而且這裡的x和y是車輛數,所以都是正整數。接下來解不定方程,首先化簡得到
20x+3y=200
由於x和y為正整數,結合前面講到的奇偶性、整除或者尾數法。觀察發現,x係數以及常數項都能被20整除,說明3y是20的整數倍。因此y一定能被20整除。求x最大值,和一定,y要儘量小。y又是20的倍數,所以y最小為20,此時x=7,所以選擇B選項。
只要能夠找到題干中的等量關係,確定未知數的限定條件,掌握不定方程的三種巧解方法,解決不定方程問題自然易如反掌。
寫在最後:獲得成功沒有規律,但是解決不定方程問題有規律!不定方程在任意數範圍內的解是不固定的,但是在正整數範圍內卻有可能得到固定的解。正如數學涉及到的內容是方方面面的、難以全部掌握的,但是在數量關係題目中,卻可以通過學習一些方法,掌握規律,解決問題。最後祝大家前程似錦、前途光明!
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