請大家來看下面的這道題。
遇到這個問題,怎麼辦呢?如果你還記得初中的數學的話,一定會回答;
「求這兩個方程式的解不就行了。」
那麼,如果我再追加一個問題,
「為什麼求出方程式的解,就能得出圖像上面的交點呢?」
這樣你還能回答上來嗎?
很多人都知道,「通過求聯立方程式的解,就可以得出圖像上面的交點」。至於為什麼會這樣,就不一定都知道了。如果你知道並能夠充分理解其中的原因。那麼,我想你對圖像和聯立方程式的含義會有著更深層的理解。
首先,讓我們來想一下,y=2x+1的圖像是怎樣的?在本書第1部分,「添加新的語意」那一章節提到過,y=ax+b形式的1次函數的圖像為直線。
當x=0的時候,y=1;當x=1的時候,y=3。我們把(0,1)、(1,3)這兩個點用直線連接起來,就可以得到這樣一個圖像:
值得強調的是,凡是滿足於y=2x+1這個條件的點,都在這條直線上。比如當x=
的時候,y=2,點(
,2)同樣也在直線上。無論代入什麼樣的數值,相應的點都在這條直線上。
反過來說,在這條直線上面的任何一點(的坐標),都滿足於y=2x+1這個方程式。這一條非常重要。因為後面我們就要用到這個理論,所以請大家一定要吃透。
接下來,讓我們來加深一下對「方程式」的理解。比如說:
3x+5=11
這是一個最基本的方程式。它的解為x=2。把x=2以外的數值代入x當中,該方程式都不能成立。像這種只有代入某個特定的數值才能成立的算式,我們將它稱之為方程式。而這個特定的數值,就是方程式的「解」。
【方程式】
只有代入某個特定的數值,才能成立的算式。
那麼,聯立方程式又是什麼呢?指的是像這樣的多個方程式:
同時能夠滿足這幾個方程式的數值,就是該聯立方程式的解。 比如說上面這個聯立方程式,解為:
我們再回到一開始的那道題:
首先,我們要確認一下,聯立方程式的解是不是這兩條直線的交點。我們把聯立方程式進行變形,得出:
這樣就和之前舉的例子是同一個聯立方程式了。它的解為:
我們把這兩條直線在圖紙上試著畫一下:
我們來數一下格子紙上面的刻度,得出交點為:
(x, y)=(1,3)
的確,圖像上面的交點就是聯立方程式的解。那麼為什麼會是這樣的呢?
我已經說了,在某條直線上的任何一點(的坐標),都滿足於這條直線的方程式,並且讓大家「一定要吃透」。那麼:
這兩條直線的交點,即是y=2x+1這條直線上的點,也是y=-x+4這條直線上面的點,也就是說,這個點同時滿足於這兩條直線的方程式。而聯立方程式的解,就是某個特定的數值,同時滿足於聯立方程式當中所有的方程式,如此一來,聯立方程式的解,就是兩條直線的交點也就是理所當然的了。
總的來說,某個函數圖像上任意的一點,都滿足於這個函數的方程式。不僅僅是1次函數, 只要是圖像上面的交點,就一定是該聯立方程式的解。
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