王金坤
生活中,我们常常会遇到转化的事情,如购买了汽车,须到车辆管理所申领牌照,这样就把汽车的有关信息转化为数字与字母,便于交通管理;学校举办运动会,给参赛运动员进行编号,每人一个号码,这样就把运动员的姓名转化为数字,给比赛的组织工作带来了许多方便。
数学中,转化是一种思想。在七年级上学期的学习中,我们多次感受转化的思想。比如,用数轴上的点表示数,一个数的绝对值等于数轴上表示这个数的点到原点的距离,这是数与形的转化。根据有理数的减法法则,“减去一个数,等于加上这个数的相反数”,可以把减法转化为加法;根据有理数除法法则,“除以一个不等于0的数,等于乘这个数的倒数”,可以把除法转化为乘法……这些都是运算的转化。
学习中,我们需要把复杂问题转化为简单问题,把未知转化为已知。转化是解决问题的一种思想,也是一种思维策略。在“二元一次方程组”的学习中,我们会经常用转化的思想解决问题。
一、实际问题转化为方程(组)
问题1 体育器材室有A、B两种型号的实心球,1只A型球与1只B型球的质量共7千克,3只A型球与1只B型球的质量共13千克。每只A型球、B型球的质量分别是多少千克?
根据用一元一次方程解决问题的经验,小丽提供的思路是:设每只A型球的质量是x千克,那么每只B型球的质量是(7- x)千克。根据“3只A型球的质量+1只B型球的质量=13千克”这个相等关系,可得一元一次方程 3x+(7- x)=13。这样就实现了从实际问题向一元一次方程的转化。
小明的思路是:设每只A型球、B型球的质量分别是x千克、y千克。根据“1只A型球的质量+1只B型球的质量=7千克,3只A型球的质量+1只B型球的质量=13千克”这两个相等关系,可得二元一次方程组[x+y=7,3x+y=13。]这样,就实现了从实际问题向二元一次方程组的转化。
问题2 (2020·湖北黄冈)为推广黄冈各县市名优农产品,市政府组织创办了“黄冈地标馆”。一顾客在“黄冈地标馆”发现,如果购买6盒羊角春牌绿茶和4盒九孔牌藕粉,共需960元;如果购买1盒羊角春牌绿茶和3盒九孔牌藕粉共需300元。请问每盒羊角春牌绿茶和每盒九孔牌藕粉分别需要多少元?
你能用类似的方法将这个实际问题转化为解方程或方程组吗?
二、二元一次方程组转化为一元一次方程
在问题1中,小明设了两个未知数,列出了二元一次方程组[x+y=7,3x+y=13;]小丽设了一个未知数,列出了一元一次方程 3x+(7- x)=13。观察、比较二元一次方程组[x+y=7,3x+y=13]与一元一次方程3x+(7- x)=13,你有什么收获?
对于二元一次方程组[x+y=7, ①3x+y=13,②]我们观察发现,①式中的y 等于7- x,即y =7- x③,我们将③代入②,得到3x+(7- x)=13,这样就消去了未知数y,得到关于x的一元一次方程。換一个角度思考,不难发现,如果我们把①、②两个方程的左右两边分别相减,也可以直接消去未知数y。即用②-①,则可得到关于x的一元一次方程2x=6。这就是本章中我们将要学习的解二元一次方程组的两种方法,分别叫作代入消元法、加减消元法,简称代入法、加减法。
用代入法、加减法解二元一次方程组的过程,都是想办法消去一个未知数,实现从“二元”到“一元”的转化,从而把解二元一次方程组转化为解一元一次方程。想一想,你能用上述方法解问题2中所列的二元一次方程组吗?
类似地,解三元一次方程组,我们只要设法消去一个未知数,就可以把解三元一次方程组转化为解二元一次方程组。请你仿照上述方法解决问题3。
问题3 解方程组[x-2y+z=0,2x+y-z=1,3x+2y-z=4。]
同学们,想一想,如果一个方程组中有4个未知数,并且每个方程中含有未知数的项的次数都是1,你能解这样的方程组吗?
(作者单位:江苏省盐城市毓龙路实验学校)