解一元一次方程(二)

官方数学老师·10 页·进阶(有基础,想深入原理)·0 次浏览·3 天前
一元一次方程等价变形去括号去分母

解一元一次方程(二)

看清移项、去括号、去分母每一步为何合法,搞定带括号和分数的复杂方程

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一元一次方程等价变形去括号去分母

解一元一次方程(二)

看清移项、去括号、去分母每一步为何合法,搞定带括号和分数的复杂方程

1第 1 页 · 解一元一次方程(二)

一元一次方程求解流程

方程写出来了,但怎么动手解?答案是有一套固定流程——五步走,从复杂到简单,把 x 单独留在等号一边。

去分母
方程两边同乘所有分母的最小公倍数,先消除分式
去括号
利用分配律把括号展开,括号前符号要带对
移项
含未知数的项移到左边,常数项移到右边(要变号)
合并同类项
同类项系数相加,把方程化为最简形式
系数化为1
两边同除以未知数的系数,得到 x = 结果
拆礼物包装对应 →方程五步化简

每步剥掉一层'干扰',最里面就是 x

ax+b=0x=baax + b = 0 \Rightarrow x = -\frac{b}{a}
2第 2 页 · 一元一次方程求解流程

合并同类项

求解流程的「化简」这一步,其实就是合并同类项。3x + 2x + 5 看着乱,得先把同类的项归拢到一起,等式才变得干净,方便后面移项和系数化1。

同类项定义
所含字母相同、相同字母的指数也相同的项;常数项彼此都是同类项
合并方法
系数相加减,字母部分与指数保持不变
判断口诀
一看字母是否相同,二看相同字母的指数是否一致
求解中的角色
在移项前或移项后整理方程,让 x 的系数单独显现
水果摊分拣装箱对应 →合并同类项

苹果归苹果、橘子归橘子,才能数清每种几个;同类项归到一起才能合并系数

3x+5x2x=(3+52)x=6x3x + 5x - 2x = (3+5-2)x = 6x
3第 3 页 · 合并同类项

一元一次方程

上一步我们合并了同类项,把方程梳理得更整齐。但一个方程凭什么叫做「一元一次方程」?光看长相还不够,得从里往外拆开看它的骨架。

「一元」一个未知数
整个式子里只能有一个字母代表未知量,通常用 x
「一次」最高次数为 1
未知数的指数最大是 1,不能出现 x²、x³ 等
方程形式
含等号,左右两边都必须是整式,分母里不能有未知数
标准形 ax+b=0
a≠0 是关键;若 a=0,退化为 b=0,不再是可解的方程
天平称重对应 →一元一次方程

等号像天平支点,左右必须等重才平衡;移项就是挪砝码,两边始终要平

ax+b=0(a0)ax + b = 0 \quad (a \neq 0)
4第 4 页 · 一元一次方程

移项

前面已经把同类项归拢;现在像整理两堆物品一样,把含未知数的项放到等号一边、常数项放到另一边,这一步就是移项。

移项的实质
把某项从等号一边换到另一边,实质是等式两边同加或同减同一个式子。
符号反转
换边时,+a 变为 -a,-a 变为 +a;含未知数的项也遵循同一规则。
典型应用
例:3x+5=2x+12;移项后得 x+5=12,再合并得 x=7。
解集不变
移项属于等价变形,所以移项前后方程的解集完全相同。
平衡的天平对应 →移项

以 2x 从右侧移到左侧为例:两边同时减去 2x,等号仍平衡。

3x+5=2x+122xx+5=125x=73x+5=2x+12 \xrightarrow{-2x} x+5=12 \xrightarrow{-5} x=7
5第 5 页 · 移项

去括号

移项解决了「x 在哪边」的问题,可遇到 2(x+3) = 10 这种带括号的方程,光移项还不够——得先把括号拆开。这一步就是去括号。

本质是分配律
去括号不是独立规则,本质是 a(b+c)=ab+ac 的应用
负号=乘-1
-(b+c)=-b+(-c)=-b-c,每项符号都翻转
三种情形统一
括号前的 +、-、系数本质都是「分配一个系数」:+1、-1 或某数
典型易错点
漏乘系数(2(x+3) 写成 2x+3);负号下只变第一项符号
快递箱对应 →去括号

外贴标签(+、-、数字)决定里面物品如何被处理:原样、翻转、复制

$$a(b+c) = ab+ac$$ $$-(b+c) = -b-c$$
6第 6 页 · 去括号

去分母

前页我们去掉了括号,但方程里还可能藏着分数——比如 x/2 + x/3 = 5。怎么解?关键是让分母「消失」,这就是去分母。

找最小公倍数
列出方程中所有分母,求出它们的最小公倍数 M
两边同乘 M
方程每一项都乘 M,没有分母的常数项也别漏
分子先展开
若分子含括号,按上页先去括号,再去分母
回归整式方程
去分母后按移项、合并的流程求解即可
切披萨凑整块对应 →去分母

不同分母像切成 2 块、3 块;找最小公倍数就是找到能让所有切法都整除的统一块数

x2+x3=5×63x+2x=30x=6\frac{x}{2} + \frac{x}{3} = 5 \xrightarrow{\times 6} 3x + 2x = 30 \Rightarrow x = 6
7第 7 页 · 去分母

系数化为1

前面经过移项、合并同类项,方程已经被化成了 ax=b 的样子。剩下的最后一步:把挡在 x 前面那个系数 a 去掉,让 x 自己站出来——这叫「系数化为1」。

操作方法
对 ax=b 形式两边同时除以 a,使 x 单独成一项
数学依据
等式性质 2:等式两边同除以同一个不为零的数,等式仍成立
关键前提
a 不可为 0;方程须化至左边只含 ax、右侧为常数的最简形态
典型形态
系数为负时别丢负号;分数系数要一次除净,再化简结果
3人小组共完成12道题对应 →ax=b 两边除以 a

人数对应系数 a,总数对应 b;求「每人做几道」就是把总份数 3 去掉,看 1 份是多少

ax=b (a0)  x=baax=b\ (a\neq 0)\ \Rightarrow\ x=\frac{b}{a}
8第 8 页 · 系数化为1

本节要点

  • 求解本质是化繁为简,把方程归为 x=a
  • 每步变形都依赖等式性质,不是人为规定
  • 去括号、去分母是'拆',移项、合并、化1是'合'
  • 先去分母再去括号,效率最高且不易出错
  • 解出后代回原方程检验,闭环且能排错
延伸主题:二元一次方程组求解一元一次不等式分式方程的增根问题
9第 9 页 · 本节要点

课后思考

先独立思考再看提示,每题都值得花上几分钟。

1为什么移项要变号?如果不变号,方程会变成什么样?

参考答案移项本质是等式两边做同样的运算。不变号等于只移动了数字,原位置的项没被抵消,方程两边就不相等了。

2去括号时负号要变号,那括号前是乘除时该怎么处理?

参考答案括号前是乘除时要用分配律,把系数分配到每一项,不能简单变号。例如 2(x+3)=2x+6。

3如果对等式两边同时乘以 0,还能求出 x 吗?为什么?

参考答案不能。两边同乘 0 后等式变成 0=0,所有原信息都丢了,无法还原 x。所以乘除所用的数不能为 0。

10第 10 页 · 课后思考