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二元一次方程组在实际问题中的应用

2024-01-27叶建耀

中学教学参考·理科版 2023年10期
关键词:二元一次方程组实际问题初中数学

叶建耀

[摘 要]二元一次方程组的应用是中考考查的重点内容。文章结合几则典例,探索二元一次方程组在实际问题中的应用策略,旨在提高学生解决实际问题的能力,培养学生的思维品质和核心素养。

[关键词]二元一次方程组;实际问题;初中数学

[中图分类号]    G633.6        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058(2023)29-0016-03

二元一次方程组是刻画现实世界数量关系的重要数学模型。通过二元一次方程组解决实际问题,可以让学生学会分析实际问题中所蕴含的数量关系,认识到方程组这种数学模型应用的广泛性与有效性,可以培养学生把实际问题模型化的数学思想。本文结合几则典例,探讨二元一次方程组在几类实际问题中的应用,以提高学生解决实际问题的能力,培养学生的思维品质和核心素养。

一、二元一次方程组在数字问题中的应用

数字问题中,要学会用各个数位上的数字乘以相应的计算单位表示一个多位数,如一个三位数,百位、十位、个位上的数字分别是a、b、c,则这个三位数应表示为[100a+10b+c]。通常已知两个数位的数之间的和差关系,及原多位数与新多位数之间的和差关系,求这个多位数,则可以用二元一次方程组解决。

[例1]小明和小华在一起玩数字游戏,他们每人取了一张数字卡片,拼成了一个两位数。小明说:“哇!这个两位数的十位数字与个位数字之和恰好是9。”他们又把这两张卡片对调,得到了一个新的两位数,小华说:“这个两位数恰好也比原来的两位数大9。”那么,你能回答以下问题吗?(1)他们取出的两张卡片上的数字分别是几?(2)第一次,他们拼出的两位数是多少?(3)第二次,他们拼成的两位数又是多少呢?

得[y=5],[x=4],所以他们取出的两张卡片上的数字分别是4、5。

(2)根据(1)得十位数字是4,个位数字是5,所以第一次他们拼成的两位数为45。

(3)根据(1)得x、y的位置调换,所以十位数字是5,个位数字是4,所以第二次拼成的两位数是54。

点评:本题分别从两个数字之间的数量关系、新两位数与原两位数之间的数量关系这两个角度列方程组。需要注意的是,用两个字母如a、b表示两位数时,应为[10a+b]或[10b+a]。

二、二元一次方程组在诗歌问题中的应用

我国民间流传着很多诗歌,这些诗歌里包含着数学问题,这样的问题叙述生动、活泼,且大部分都是关于方程或方程组的应用题。因为诗歌语言通俗易懂,雅俗共赏,所以给数学注入了生机与活力,让人耳目一新。

[例2]下面几个诗歌问题能通过列方程组算出来吗?

(1)官兵分布:一千官兵一千布,一官四尺无零数,四兵才得布一尺,请问官兵多少数?

(2)鱼肉价钱:老头提篮去赶集,一共花去七十七,满满装了一菜篮,十斤大肉三斤鱼,买好未曾问单价,只因回家心发急,道旁行人告诉他,九斤肉钱5斤鱼,有劳各位高才生,帮帮算算此难题。

(3)一群老头去赶集,半路买了一堆梨,一人一个多一个,一人两个少俩梨。请问君子知道否,几个老头几个梨?

点评:在分析题意的过程中,要抓住其中的词语找出数量关系,如“一官四尺无零数”也就刚好分完,没有剩余;“请问官兵多少数?”问的是官与兵各多少人,不是仅指兵;“九斤肉钱5斤鱼”九斤的肉与5斤鱼放在一起,只能是钱数相等;“一人两个少俩梨”意思是如果每人分两个梨将少两个梨。

三、二元一次方程组在销售问题中的应用

与销售有关的问题常伴随这样一些概念,如利润、利润率、成本、标价、售价、打折等。两种商品的数量关系包括一种是另一种的几倍,或两种商品的数量之和是多少,两种商品的价格关系包括单价之间的数量关系,进价之间的数量关系,售价之间的数量关系,利润之间的数量关系,其数量关系无外乎两种,一种是倍数关系,另一种是和差关系。

为市民对这两种商品仍有需求,于是该商店又以与上次相同的价格购进了A商品和B商品共若干件,购进A商品的件数比上次减少10件,购进B商品的件数与上次相同。由于市场原因,该商店调整了这两种商品的销售单价,A商品每件售价下调了[3a]元,B商品每件售价上调了a元,若要求销售完第二次购进的A、B这两种商品的总利润不得低于3900元,求a的最大值。

解:(1)设该商店此次购进A商品x件,B商品y件,根据题意得:

四、二元一次方程组在行程问题中的应用

在行程问题中,常用的三个量及相互关系:时间×速度=路程,在相遇问题中,两者所走的路程之和=他们原来相距的距离,在追及问题中,快者所走的路程-慢者所走的路程=他们原来相距的距离。船在顺水中的速度=船在静水中的速度+水流的速度,船在逆水中的速度=船在静水中的速度-水流的速度。

[例4]唐朝开元年间,大诗人李白从四川白帝城出发,坐木船顺流东下,直到采石矶,这次行程,他共用了5天;过了几天,他有事回四川去,也同样乘坐这只木船,一切条件都和上次一样,只不过这一次是逆流而上,他却用了55天。李白忽然想到一个问题,如果从白帝城放一只木排顺流而下,那么,到达采石矶一共需要多少天呢?(设定木船的船速与水流速度都是均勻的)

五、二元一次方程组在方案选择问题中的应用

二元一次方程组在解决方案选择问题时,应先运用二元一次方程组求得问题中的两个基础未知量,然后应用一元一次不等式求得自变量的取值范围,最后应用一次函数的性质选择最佳方案,一般为费用最少或者最省时的方案。这样的问题将二元一次方程组、一元一次不等式、一次函数结合在一起,考查了学生综合运用知识解决实际问题的能力。

[例5](1)【阅读理解】倡导垃圾分类,共享绿色生活。为了对回收的垃圾进行精准分类,某垃圾处理厂计划向机器人公司采购一批包含A、B两款不同型号的垃圾分拣机器人。已知1台A型机器人和1台B型机器人同时工作10小时,可处理垃圾5吨;若1台B型机器人先工作5小时后,再加入1台A型机器人同时工作,则还需工作8小时才能处理完5吨垃圾。问:1台A型机器人和1台B型机器人每小时各处理垃圾多少吨?可以用如下图所示的线段图来分析本题中的数量关系。

由图可得如下的数量关系:①1台A型机器人10小时的垃圾处理量+1台B型机器人10小时的垃圾处理量=5吨;②                       =5吨。

(2)【问题解决】请你通过列方程(组)解答(1)中的问题。

(3)【拓展提升】据市场调研,机器人公司对A、B两款机器人的报价如下表所示。若垃圾处理厂采购的这批机器人(A、B两款机器人的总台数不超过80台)每小时共能处理垃圾20吨,请利用(2)中的数据回答:如何采购才能使总费用最省?最少费用是多少万元?

解:(1)根据第二个线段图可得1台A型机器人8小时的垃圾处理量+1台B型机器人13小时的垃圾处理量=5吨。

点评:本题求B的采购台数时,不能应用不少于80台去求,这是一个取值范围,只能用来列不等式,不能用来确定B的采购台数。只有确定了t的取值范围,才能根据一次函数的性质求得费用最低的方案。前面一步的计算是后面运算的基础。

总之,二元一次方程组应用广泛,还可以用于解决鸡兔同笼问题、产品配套问题等。当问题中有两个未知量时,列方程要从两个不同的角度找到两个相等关系。不同类型的问题有不同的相等关系,因此,将应用题分类也是很重要的一步。

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