在数量关系的备考中,有一个知识点在考试中非常重要,那就是不定方程,这类题型相对比较简单,因此同学们在备考过程中需要重视。而讲到不定方程,可能很多同学都想问,什么是不定方程呢?小编在这里给大家解释一下:
在解释不定方程之前,首先不得不提到的就是普通方程。相信普通方程同学们都比较熟悉。例如,经常遇到的一元一次方程2x+5=140,1个未知数给1个式子,通过移项可以解出x的值。又例如二元一次方程组
,2个未知数对应2个式子,通过代入消元法或加减消元法可以将方程的解求出来。
那么什么是不定方程呢?假如给一个方程2x+3y=5,2个未知数1个方程,如果想去求解这个方程,就会发现解是不固定的,可以是x=1,y=1;或者x=1.75,y=0.5;又或者x=4,y=-1……对于这类未知数个数大于独立方程个数的方程,称其为不定方程。
既然不定方程在实数范围内有无穷多个解,那怎么求解呢?一般情况下,在考试里求解不定方程是有限定条件的。通常都会把所求未知数限定在正整数范围内,这样不定方程由原来的无穷多个解就变成有限个解了。
01
3x+6y=42;x和y都是正整数,则x=( )
A.2 B.3 C.5 D.7
通过题干要求,发现x和y都在正整数范围内,最先想到的解法就是从x=1,x=2……代入求解,但是这种方法显然比较费时费力。有没有更省时的方法呢?为了缩小尝试范围,可以寻找未知数的数字特征。
01
奇偶判定法
首先观察未知数系数,发现3和6,一个是奇数,一个是偶数。此时可以通过奇偶性来判断未知数数字特征。因为42为偶数,6y是偶数,偶数+偶数=偶数,因此3x为偶数,所以x为偶数。而选项中只有2为偶数,确定答案是A。此时利用的是奇偶性。
小结:当未知数前的系数一奇一偶时,可根据奇偶性判定所求未知数的奇偶性,从而快速选择选项。
02
整除判定法
那么如果未知数的系数并非一奇一偶,这时怎么办呢?
02
3x+7y=49;x和y都是正整数,则x=( )
A.4 B.7 C.9 D.11
观察未知数系数3和7都是奇数,而奇数乘一个数的奇偶性是不确定的。这时观察未知数系数和常数项,发现7和49都是7的整数倍。7y为7的整数倍,49为7的整数倍,7的整数倍+7的整数倍=7的整数倍,因此,3x也是7的整数倍,从而确定x为7的整数倍,选项中只有B为7的整数倍,因此确定答案是B。此时用到的是整除特性。
小结:当未知数前的系数和等号右边的常数有公约数时,可根据整除特性判定所求未知数的整除特征,从而快速选择选项。
03
尾数判定法
如果利用奇偶性和整除特性都无法解决题目,这个时候怎么办呢?
03
3x+10y=49;x和y都是正整数,则x=( )
A.1 B.3 C.5 D.7
首先观察未知数系数3和10,符合一奇一偶的特点,由于10y为偶数,49为奇数,因此确定3x为奇数,确定x为奇数,而选项均为奇数,无法判定答案。因此需要进一步确定x的取值范围。知道10乘一个数,尾数一定是0,而49的尾数是9,尾数9+尾数0=尾数9,因此确定3x一项的尾数为9,所以x的尾数为3。选项中只有B符合条件,确定答案是B。此时用到的是尾数法。
小结:当未知数前的系数是5或10时,可根据尾数判定所求未知数的尾数特征,从而快速选择选项。
下面一起来看一看实际考试中会怎么出题,也检验下大家是否掌握了这三种方法!
由于在考试中,题目并不会像上面例题一样,直接给出方程和“x和y为正整数”的限定条件,一般会赋予x和y现实意义,例如人数、件数、个数等,如下所示:
04
建筑公司租用吊车和叉车各若干辆,每日租金为10万元,已知吊车和叉车的日租金分别为1万元和1500元,问:建筑公司最多租用了多少辆吊车?
A.6 B.7 C.8 D.9
首先告诉了吊车和叉车的日租金,而且知道了每天的租金总和是10万元这样一个比较明显的等量关系。利用吊车总租金+叉车总租金=10万元构建等量关系。知道了每辆车的日租金,设租用吊车x辆,叉车y辆。即:
10000x+1500y=100000
求建筑公司最多租用了多少辆吊车,也就是求x的最大值。发现式子里面有两个未知数,未知数的个数大于独立方程的个数,所以这个方程是不定方程。而且这里的x和y是车辆数,所以都是正整数。接下来解不定方程,首先化简得到
20x+3y=200
由于x和y为正整数,结合前面讲到的奇偶性、整除或者尾数法。观察发现,x系数以及常数项都能被20整除,说明3y是20的整数倍。因此y一定能被20整除。求x最大值,和一定,y要尽量小。y又是20的倍数,所以y最小为20,此时x=7,所以选择B选项。
只要能够找到题干中的等量关系,确定未知数的限定条件,掌握不定方程的三种巧解方法,解决不定方程问题自然易如反掌。
写在最后:获得成功没有规律,但是解决不定方程问题有规律!不定方程在任意数范围内的解是不固定的,但是在正整数范围内却有可能得到固定的解。正如数学涉及到的内容是方方面面的、难以全部掌握的,但是在数量关系题目中,却可以通过学习一些方法,掌握规律,解决问题。最后祝大家前程似锦、前途光明!