國中教育會考 第2冊・七年級下學期 代數

二元一次聯立方程式

代入消去法與加減消去法

內容概述

含兩個未知數的一次方程式需要「兩條方程式」才能確定唯一解。解法有二:代入消去法(把一式的 x 或 y 用另一個未知數表示後代入另一式)與加減消去法(把兩式相加或相減消去一個未知數)。應用題常見「和差問題、雞兔同籠、濃度與價格混合」。

學習重點

  1. 1二元一次方程式有無限多組解;聯立後通常有唯一解
  2. 2代入消去法:適合某未知數係數為 1 或 -1 時
  3. 3加減消去法:先把某未知數的係數化成相同(或互為相反數)再相加減
  4. 4解要同時滿足兩式,驗算必須代回「兩條」原式
  5. 5應用題:設兩個未知數 → 找兩個等量關係 → 列兩條方程式

國中教育會考出題趨勢:會考每年必考聯立方程式應用題,情境以「門票價格、購物組合、速率」為主。列式時務必確認「兩個」獨立的等量關係,只找到一個關係就無法解出唯一答案。

108 課綱對應

進階探究・深度解析

無解與無限多解的圖形意義:兩條方程式若化簡後形如 $x+y=1$ 與 $x+y=3$(左邊相同、右邊不同)則無解(平行線);若完全成比例如 $x+y=1$ 與 $2x+2y=2$ 則無限多解(同一條線)。此觀念銜接八下線型函數。

加減消去法的係數處理技巧:解 $3x+2y=7$、$2x+3y=8$ 時,可用「兩式相加得 $5x+5y=15$ → $x+y=3$」再與原式配合,比硬乘係數更快——利用對稱性簡化計算是進階題的加分技巧。

章節試題(4 題・附詳解)

1.基礎解聯立方程式 $\begin{cases} x + y = 10 \\ x - y = 4 \end{cases}$,則 $x$ 的值為?

測驗重點:加減消去法

  1. (A) 3
  2. (B) 7
  3. (C) 6
  4. (D) 10
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正確答案:(B) 7

兩式相加消去 y:$2x = 14$,得 $x = 7$(代回得 $y = 3$)。「係數互為相反數時直接相加」是加減消去法最基本的形式。驗算:$7+3=10$ ✓、$7-3=4$ ✓,兩條式都要驗。

2.中等解聯立方程式 $\begin{cases} y = 2x - 1 \\ 3x + y = 14 \end{cases}$,則 $x + y$ 的值為?

測驗重點:代入消去法

  1. (A) 8
  2. (B) 3
  3. (C) 5
  4. (D) 11
查看答案與詳解

正確答案:(A) 8

第一式已把 y 表示成 $2x-1$,代入第二式:$3x + (2x - 1) = 14$,$5x = 15$,$x = 3$,$y = 2(3)-1 = 5$。故 $x + y = 8$。注意題目問的是 $x+y$ 而不是 x——「答非所問」是聯立題最冤枉的失分,(B)(C) 就是只答 x 或 y 的誘答。

3.中等某展覽全票每張 250 元、學生票每張 150 元。某團體共買 12 張票,總共花了 2200 元。此團體買了幾張全票?

測驗重點:應用題:票價問題

  1. (A) 8 張
  2. (B) 6 張
  3. (C) 4 張
  4. (D) 5 張
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正確答案:(C) 4 張

設全票 x 張、學生票 y 張:$\begin{cases} x+y=12 \\ 250x+150y=2200 \end{cases}$。由第一式 $y = 12 - x$ 代入:$250x + 150(12-x) = 2200$,$100x + 1800 = 2200$,$x = 4$。驗算:全票 4 張 1000 元+學生票 8 張 1200 元 = 2200 ✓。

4.進階已知聯立方程式 $\begin{cases} 2x + 4y = 6 \\ x + 2y = k \end{cases}$ 無解,則 k 需滿足什麼條件?

測驗重點:無解的判斷

  1. (A) $k = 3$
  2. (B) $k \neq 3$
  3. (C) $k = 6$
  4. (D) 任何 k 都有解
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正確答案:(B) $k \neq 3$

第一式除以 2 得 $x + 2y = 3$。若 $k = 3$,兩式相同 → 無限多解;若 $k \neq 3$,則 $x+2y$ 同時等於 3 和 k 兩個不同的數,矛盾 → 無解。「左邊成比例、右邊不成比例 → 無解(平行線)」是聯立方程式的觀念題核心,銜接直線圖形的概念。