数与代数(式与方程) · 一元一次方程

认识一元一次方程

你之前在 为什么需要方程 里见过:遇到"求一个未知数"的问题,比起瞎猜,我们更愿意列一个方程,让等式替我们说话。

这一节,我们正式认识方程家族里最基础、也最常见的一位成员:一元一次方程

学完你会明白:什么样的式子才配叫它,怎么在一堆式子里认出它,以及"解"到底是什么意思。

先认清楚:什么是"方程"

最朴素的说法:

方程

含有未知数等式,叫做方程。

两个关键词,缺一不可:

  • 得有未知数(比如 xx),不然就是普通算式;
  • 得是等式(有等号 ==),不然只是表达式。

比如:

3 + 5 = 8        → 是等式,但没有未知数,不是方程(只是算术题)
2x + 1           → 有未知数,但不是等式,不是方程(只是表达式)
2x + 1 = 7       → 有未知数,又是等式 → 是方程 ✓

"一元一次"到底在说什么

"一元一次方程"这个名字,其实把三个信息都写进去了:

一 元:只有一个未知数
一 次:未知数的最高次数是 1(没有 x²、没有 x³)
方程:是个等式
一元一次方程

只含有一个未知数,且未知数的次数都是 1 的等式,叫做一元一次方程。 它通常能化成这样的标准形式: ax+b=0(a0)ax + b = 0 \quad (a \neq 0) 其中 a,ba, b 是已知数,xx 是未知数。

为什么要求 a0a \neq 0?如果 a=0a=0,式子变成 b=0b=0,要么没未知数(不算一元一次),要么和 xx 无关了。所以规定 a0a\neq 0,保证 xx 真的在式子里有地位。

练练眼力:认出它

下面这些,哪些是一元一次方程?

(1) 3x = 9              → 是。一个未知数 x,次数 1。
(2) x + y = 5           → 不是。有两个未知数 x、y(这是"二元")。
(3) x² - 2x = 0         → 不是。有 x²,次数是 2。
(4) 2(x - 1) = 4        → 是。展开是 2x - 2 = 4,一个 x,次数 1。
(5) 1/x + 2 = 3         → 不是。1/x 其实是 x 的 -1 次,不算"一次"。
判断步骤

遇到一个式子,按三步问自己:

  1. 是等式吗?(有等号)
  2. 只有一个未知数吗?
  3. 未知数最高次数是 1 吗?(没有平方、没有分式里的 x) 三步都过,就是一元一次方程。

一个绕不过去的概念:同类项

要判断"未知数次数是不是 1",常常要先会看同类项。这是一元一次方程里最常用的基本功。

同类项

所含字母相同,并且相同字母的指数也相同的项,叫做同类项。 常数和常数也是同类项。

举例:

3x 和 5x      → 同类项(都有 x,x 次数都是 1)
2x² 和 -7x²   → 同类项(都有 x²)
3x 和 2x²     → 不是同类项(x 的次数不同)
4 和 -9       → 同类项(都是常数)

为什么要管这个?因为合并同类项,是方程化简的第一步。比如:

3x+5x=8x3x + 5x = 8x

就是把两个同类项 3x3x5x5x 合并成一个 8x8x。这件事你在解方程时天天用。

一句话记:同类项 = "长的样子一样"的项(字母和次数都相同)。 只有同类项才能加减到一起。

"解"是什么:不是答案,是"让等式成立的那个数"

方程列出来了,下一步是找"什么数能让等式成立"。这个数,就叫

方程的解

使方程左右两边相等的未知数的值,叫做这个方程的

看方程 2x+1=72x + 1 = 7

x=2x = 2:左边 2×2+1=52\times2+1=5,右边 7,不等 → x=2x=2 不是解。 试 x=3x = 3:左边 2×3+1=72\times3+1=7,右边 7,相等 → x=3x=3 是方程的解

再确认一个

方程 x+4=10x + 4 = 10,代入 x=6x=6:左边 6+4=106+4=10 = 右边 → 解是 x=6x=6

"解"和"答案"容易混,但在方程里我们说"解是 x=3x=3",意思就是"让等式成立的那个未知数值是 3"。将来你会学"解方程"——就是系统地找出这个解的过程。这节课先认它,不急着解。

回过头看

这节课我们正式认识了一元一次方程

  • 方程 = 含未知数的等式。
  • 一元一次 = 一个未知数 + 未知数次数都是 1,标准形式 ax+b=0 (a0)ax+b=0\ (a\neq0)
  • 认出它:等式?一元?一次?三步判断。
  • 同类项:字母和次数都相同的项才能合并,是化简的基本功。
  • :让等式成立的未知数的值。

它和你之前在 为什么需要方程 里见的"用方程代替瞎猜"是一回事——现在你知道了,那个被你列出来的方程,长什么样、叫什么名字。

信息

本节课你应该能回答的问题

  1. 方程必须满足哪两个条件?只满足一个算不算方程?
  2. "一元一次"四个字分别对应方程的什么特征?
  3. 下面哪个是一元一次方程,为什么:① 2x+3=02x+3=0x2=4x^2=4x+y=1x+y=1
  4. 什么是方程的解?请验证 x=4x=4 是不是方程 3x5=73x-5=7 的解。