解方程的時候我們會用到記號=(等號)。=的左側被稱為左邊,右側被稱為右邊。此時,等號就相當於天平。也就是說,我們將左右兩側平衡的狀態用=來表示,若同時在=左右兩邊進行相同的操作,「平衡」不會被打破,=可以保留。
也就是說:
①=兩邊同時加上相同的數字,等號不改變。
②=兩邊同時減去相同的數字,等號不改變。
③=兩邊同時乘以相同的數字,等號不改變。
④=兩邊同時除以(0除外)相同的數字,等號不改變。
①~④即為「可以任意加到等式上的變形」。
解方程的時候,可以像這樣將等式多次變形以單獨求得x和y,得出「x=……,y=……」。
此外,計算聯立方程時的操作基本遵循①~④,另外,聯立方程還具備如下性質:
A=B,C=D
當上述兩式成立時,可進行如下操作而不改變等號。
A+C=B+D……⑤
A-C=B-D……⑥
⑤的操作被稱為「等號兩邊相加」,⑥的操作被稱為「等式兩邊相減」。
那麼,我們以標題為例試解方程。
首先將上面的式子兩邊同乘以3,下面的式子兩邊同乘以2,調整y的係數,可得到
然後,將兩個式子「等號兩邊相加」。得到13x=26
兩邊同除以13,可得x=2。
解y的時候,可以像之前一樣再次調整x的係數,也可以直接將x=2代入3x-2y=4,得6-2y=4,所以y=1。
本節課的主題是使用心算求解方程式。因此:
①調整y的係數的時候,首先要考慮前一項的等式應乘以多少倍、後一項的等式應乘以多少倍。本題中,我們將前一項等式乘以3,後一項等式乘以2,之後進行「等號兩邊相加」的操作。
②在這裡,我們關注x的係數,將前一項等式的係數3乘以3,後一項等式的係數2乘以2。心算得到3×3+2×2=13。
③這樣我們就可以消除y項,接著計算右邊的常數項即可:
4×3+7×2=26
④將13和26記在腦中,計算「
」即可得到答案,x=2。
像這樣,心算時我們可以先調整y的係數將其消除,然後依次計算「x的係數」和「常數項」,最後「除以x的係數」即可。
此外,我們來看下面這個方程。這組聯立方程即使不用上述方法也可以迅速得出答案。那麼,應該怎麼做呢?
下面要介紹的這種方法只適用於一些較為特殊的情況,在上式中,首先將等號兩邊相加得到5x+5y=15,同除以5,則x+y=3。
也就是說1個x和1個y的和為3。
因此若有2個x,2個y,則和為6。將本式與前一項式對比,可得x=2(之後步驟省略)。
練習題
像這樣熟悉等式的變形規則之後,我們就可以任意操作等式以便於求解。接下來只需不斷練習,找到更簡單的方法就可以了。