解方程:问题与分步解答 - 九年级

本页面旨在帮助学生通过详细的分步方法掌握解线性方程。方程是一个数学陈述,断言两个表达式相等,中间用等号(\(=\))隔开。

什么是解?
方程的解是使方程成立的未知变量(如 \(x\))的具体值。

例如:\(x = 2\) 是 \(2x + 2 = x + 4\) 的解吗?
计算左侧:\( 2(2) + 2 = 6 \)
计算右侧:\( 2 + 4 = 6 \)
由于两侧相等,\(x = 2\) 是一个解。

等式的重要性质

要解一个方程,其目标是将未知变量隔离在一侧。我们使用等式性质来做到这一点:

加法 / 减法性质 如果你在方程两边加上或减去相同的数量,方程保持平衡且具有相同的解。
乘法 / 除法性质 如果你在方程两边乘以或除以相同的非零数量,方程保持平衡且具有相同的解。

引导示例

请查看这些引导示例,了解如何应用这些性质来隔离变量、处理括号以及消去分数。

  1. 简单方程:解方程 \( 2x + 1 = -5 \) 并检查所得到的解。

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    主要思路是将 \( x \) 隔离在方程的一侧。从两边减去 \( 1 \):

    \[ \begin{aligned} 2x + 1 - 1 &= -5 - 1 \\ 2x &= -6 \end{aligned} \]

    两边同除以 2:

    \[ \begin{aligned} \dfrac{2x}{2} &= \dfrac{-6}{2} \\ x &= -3 \end{aligned} \]
    检查解:
    左侧(LHS):\( 2(-3) + 1 = -6 + 1 = -5 \)
    右侧(RHS):\( -5 \)
    既然 LHS = RHS,\( x = -3 \) 是正确的。
  2. 两边都有未知数:解方程 \( x - 2 - 3x = -7 - x \) 并检查解。

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    首先,合并左侧的同类项(\( x \) 和 \( -3x \)):

    \[ -2x - 2 = -7 - x \]

    两边加 \( 2 \) 将常数项移到右侧:

    \[ -2x = -x - 5 \]

    两边加 \( x \) 将变量项移到左侧:

    \[ \begin{aligned} -2x + x &= -5 \\ -x &= -5 \end{aligned} \]

    两边同乘以或除以 \( -1 \):

    \[ x = 5 \]
    检查解:
    左侧:\( 5 - 2 - 3(5) = 5 - 2 - 15 = -12 \)
    右侧:\( -7 - (5) = -12 \)
    既然 LHS = RHS,\( x = 5 \) 是正确的。
  3. 包含括号的方程:解方程 \( -2(x - 2) + 3 = 3(-x + 4) - 3 \)。

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    使用分配律 \( a(b+c) = ab + ac \),去两边的括号:

    \[ -2x + 4 + 3 = -3x + 12 - 3 \]

    合并每一侧的同类项:

    \[ -2x + 7 = -3x + 9 \]

    两边加 \( 3x \),并从两边减去 \( 7 \) 以隔离 \( x \):

    \[ \begin{aligned} -2x + 3x &= 9 - 7 \\ x &= 2 \end{aligned} \]
    检查解:
    左侧:\( -2(2 - 2) + 3 = -2(0) + 3 = 3 \)
    右侧:\( 3(-2 + 4) - 3 = 3(2) - 3 = 6 - 3 = 3 \)
    既然 LHS = RHS,\( x = 2 \) 是正确的。
  4. 包含分数的方程:解方程 \( \dfrac{x}{3} - \dfrac{1}{2} = \dfrac{1}{3} \)。

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    为了消去分数,用分母 3 和 2 的最小公倍数(LCM)即 6 乘以两边。

    \[ 6 \left( \dfrac{x}{3} - \dfrac{1}{2} \right) = 6 \left( \dfrac{1}{3} \right) \]

    将 6 分配给每一项:

    \[ \begin{aligned} \dfrac{6x}{3} - \dfrac{6}{2} &= \dfrac{6}{3} \\ 2x - 3 &= 2 \end{aligned} \]

    两边加 3,然后除以 2:

    \[ \begin{aligned} 2x &= 5 \\ x &= \dfrac{5}{2} \end{aligned} \]
    检查解:
    左侧:\( \dfrac{1}{3} \left(\dfrac{5}{2}\right) - \dfrac{1}{2} = \dfrac{5}{6} - \dfrac{3}{6} = \dfrac{2}{6} = \dfrac{1}{3} \)
    既然 LHS = RHS,\( x = \dfrac{5}{2} \) 是正确的。

练习题

解下列方程,并通过检查解来验证你的答案。

  1. \( 2x + 2 = 6 \)

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    两边减去 2:

    \[ \begin{aligned} 2x + 2 - 2 &= 6 - 2 \\ 2x &= 4 \end{aligned} \]

    两边同除以 2:

    \[ \begin{aligned} \dfrac{2x}{2} &= \dfrac{4}{2} \\ x &= 2 \end{aligned} \]
    检查:左侧:\( 2(2) + 2 = 4 + 2 = 6 \)。两边相等。
  2. \( 5y - 2 = 7y - 8 \)

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    两边减去 \( 5y \):

    \[ \begin{aligned} 5y - 2 - 5y &= 7y - 8 - 5y \\ -2 &= 2y - 8 \end{aligned} \]

    两边加 8:

    \[ \begin{aligned} -2 + 8 &= 2y \\ 6 &= 2y \end{aligned} \]

    除以 2:

    \[ y = 3 \]
    检查:左侧:\( 5(3) - 2 = 13 \)。右侧:\( 7(3) - 8 = 13 \)。两边相等。
  3. \( -2x + 4 + 5x = 7 + 4x - 3 \)

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    合并每一侧的同类项:

    \[ 3x + 4 = 4x + 4 \]

    两边减去 \( 3x \) 和 4:

    \[ \begin{aligned} 4 - 4 &= 4x - 3x \\ 0 &= x \end{aligned} \]
    检查:左侧:\( -2(0) + 4 + 5(0) = 4 \)。右侧:\( 7 + 4(0) - 3 = 4 \)。两边相等。
  4. \( 0.2d + 4 = -0.1d - 2 \)

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    两边加 \( 0.1d \) 并减去 4:

    \[ \begin{aligned} 0.2d + 0.1d &= -2 - 4 \\ 0.3d &= -6 \end{aligned} \]

    两边同除以 0.3:

    \[ \begin{aligned} d &= \dfrac{-6}{0.3} \\ d &= -20 \end{aligned} \]
    检查:左侧:\( 0.2(-20) + 4 = -4 + 4 = 0 \)。右侧:\( -0.1(-20) - 2 = 2 - 2 = 0 \)。两边相等。
  5. \( -2(2x - 6) = -(x - 4) \)

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    使用分配律展开两边:

    \[ -4x + 12 = -x + 4 \]

    两边加 \( 4x \) 并减去 4:

    \[ \begin{aligned} 12 - 4 &= -x + 4x \\ 8 &= 3x \end{aligned} \]

    除以 3:

    \[ x = \dfrac{8}{3} \]
    检查:左侧:\( -2\left(2\left(\frac{8}{3}\right) - 6\right) = -2\left(\frac{16}{3} - \frac{18}{3}\right) = -2\left(-\frac{2}{3}\right) = \frac{4}{3} \)。
    右侧:\( -\left(\frac{8}{3} - 4\right) = -\left(\frac{8}{3} - \frac{12}{3}\right) = -\left(-\frac{4}{3}\right) = \frac{4}{3} \)。两边相等。
  6. \( -(x + 2) + 4 = 2(x + 3) + x \)

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    展开并合并同类项:

    \[ \begin{aligned} -x - 2 + 4 &= 2x + 6 + x \\ -x + 2 &= 3x + 6 \end{aligned} \]

    两边加 \( x \) 并减去 6:

    \[ \begin{aligned} 2 - 6 &= 3x + x \\ -4 &= 4x \\ -1 &= x \end{aligned} \]
    检查:左侧:\( -(-1 + 2) + 4 = -1 + 4 = 3 \)。右侧:\( 2(-1 + 3) + (-1) = 2(2) - 1 = 3 \)。两边相等。
  7. \( \dfrac{x}{5} = -6 \)

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    两边乘以 5 以隔离 \( x \):

    \[ \begin{aligned} 5 \left(\dfrac{x}{5}\right) &= 5(-6) \\ x &= -30 \end{aligned} \]
    检查:左侧:\( \dfrac{-30}{5} = -6 \)。两边相等。
  8. \( -\dfrac{x}{3} = \dfrac{1}{2} \)

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    两边乘以 -3 以消去分数和负号:

    \[ \begin{aligned} (-3) \left(-\dfrac{x}{3}\right) &= (-3) \left(\dfrac{1}{2}\right) \\ x &= -\dfrac{3}{2} \end{aligned} \]
    检查:左侧:\( -\dfrac{(-3/2)}{3} = \dfrac{3/2}{3} = \dfrac{1}{2} \)。两边相等。
  9. \( -\dfrac{x}{4} = \dfrac{1}{2} - x \)

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    整个方程乘以 4 以消去分数:

    \[ \begin{aligned} 4 \left(-\dfrac{x}{4}\right) &= 4 \left(\dfrac{1}{2} - x\right) \\ -x &= 2 - 4x \end{aligned} \]

    两边加 \( 4x \):

    \[ \begin{aligned} 3x &= 2 \\ x &= \dfrac{2}{3} \end{aligned} \]
    检查:左侧:\( -\dfrac{2/3}{4} = -\dfrac{2}{12} = -\dfrac{1}{6} \)。
    右侧:\( \dfrac{1}{2} - \dfrac{2}{3} = \dfrac{3}{6} - \dfrac{4}{6} = -\dfrac{1}{6} \)。两边相等。
  10. \( -\dfrac{x - 3}{7} = \dfrac{1}{2}(-2x + 6) \)

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    两边乘以 7 和 2 的最小公倍数(即 14)以消去分数:

    \[ \begin{aligned} 14 \left( -\dfrac{x - 3}{7} \right) &= 14 \left( \dfrac{1}{2}(-2x + 6) \right) \\ -2(x - 3) &= 7(-2x + 6) \end{aligned} \]

    使用分配律展开:

    \[ -2x + 6 = -14x + 42 \]

    两边加 \( 14x \) 并减去 6:

    \[ \begin{aligned} 12x &= 36 \\ x &= 3 \end{aligned} \]
    检查:左侧:\( -\dfrac{3 - 3}{7} = 0 \)。右侧:\( \dfrac{1}{2}(-2(3) + 6) = 0 \)。两边相等。
  11. \( -\dfrac{1}{2} - x + 5 = \dfrac{1}{5} + 2(x - 2) \)

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    首先,用 2 和 5 的最小公倍数(即 10)乘以每一项来消去分数:

    \[ 10 \left(-\dfrac{1}{2} - x + 5\right) = 10 \left(\dfrac{1}{5} + 2(x - 2)\right) \]

    仔细分配 10:

    \[ -5 - 10x + 50 = 2 + 20(x - 2) \]

    合并左侧的常数项并展开右侧的括号:

    \[ \begin{aligned} -10x + 45 &= 2 + 20x - 40 \\ -10x + 45 &= 20x - 38 \end{aligned} \]

    两边加 \( 10x \) 并加 38:

    \[ \begin{aligned} 45 + 38 &= 20x + 10x \\ 83 &= 30x \\ x &= \dfrac{83}{30} \end{aligned} \]
    检查:左侧:\( -\dfrac{1}{2} - \dfrac{83}{30} + 5 = -\dfrac{15}{30} - \dfrac{83}{30} + \dfrac{150}{30} = \dfrac{52}{30} = \dfrac{26}{15} \)。
    右侧:\( \dfrac{1}{5} + 2\left(\dfrac{83}{30} - \dfrac{60}{30}\right) = \dfrac{3}{15} + 2\left(\dfrac{23}{30}\right) = \dfrac{3}{15} + \dfrac{46}{30} = \dfrac{3}{15} + \dfrac{23}{15} = \dfrac{26}{15} \)。两边相等。

链接与参考资料

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