三元一次方程的解法主要包括以下几种:
加减消元法
通过对方程组中两个或更多方程的适当加减,使得其中一个未知数的系数相等(或互为相反数),从而消去该未知数。
例如,对于方程组:
\[
\begin{cases}
x + y + z = 10 \\
2x + y - z = 5 \\
x - y = 1
\end{cases}
\]
可以先选择②和③进行消元,得到:
\[
3x = 6 \implies x = 2
\]
将 \( x = 2 \) 代入③中,得到:
\[
y = 1
\]
最后,将 \( x = 2 \) 和 \( y = 1 \) 代入①中,得到:
\[
z = 7
\]
因此,这个三元一次方程组的解为 \( x = 2, y = 1, z = 7 \)。
代入法
由一个方程解出一个未知数,然后将其代入其他方程中,从而消去一个未知数,得到一个二元一次方程组。
例如,对于方程组:
\[
\begin{cases}
3y = 2x \\
5z = y \\
x + y + z = 10
\end{cases}
\]
可以由第一个方程得 \( y = \frac{2}{3}x \),代入第二个方程得 \( z = \frac{1}{15}x \),然后代入第三个方程:
\[
x + \frac{2}{3}x + \frac{1}{15}x = 10
\]
解得 \( x = 3 \),进而求得 \( y = 2 \) 和 \( z = \frac{2}{5} \)。
技巧法
利用比例关系简化方程组,然后通过代入或加减消元求解。
例如,对于方程组:
\[
\begin{cases}
x : y = 15 : 10 \\
y : z = 10 : 2
\end{cases}
\]
可以设 \( x = 15k \), \( y = 10k \), \( z = 2k \),然后代入第三个方程:
\[
15k + 10k - 2k = 21 \implies k = 1
\]
从而求得 \( x = 15 \), \( y = 10 \), \( z = 2 \)。
代换消元法
通过将一个方程中的某个未知数用另一个未知数表示,然后代入其他方程中,逐步消去未知数。
例如,对于方程组:
\[
\begin{cases}
x + y + z = 10 \\
2x + y - z = 5 \\
x - y = 1
\end{cases}
\]
可以将第三个方程代入前两个方程,得到一个二元一次方程组,然后解出两个未知数,再代入求第三个未知数。
整体代入法
将方程组中的某个方程整体代入其他方程中,消去一个未知数,得到一个二元一次方程组。
例如,对于方程组:
\[
\begin{cases}
x + y + z = 10 \\
2x + y - z = 5 \\
x - y = 1
\end{cases}
\]
可以将 \( x + y + z = 10 \) 代入 \( 2x + y - z = 5 \),得到:
\[
2x + y - (10 - x) = 5 \implies 3x - 10 = 5 \implies x = 5
\]
然后代入 \( x - y = 1 \) 求得 \( y \),再代入 \( x + y + z = 10 \) 求得 \( z \)。
平衡