如何通过代数方法找到交点

作者: Peter Berry
创建日期: 13 七月 2021
更新日期: 1 七月 2024
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参考可汗学院:绘图法求解方程组例题
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内容

当两条线在二维坐标系上相交时,它们仅在x和y坐标对表示的一点处相遇。由于两条线都通过该点,因此x和y坐标对必须满足两个方程式。使用一些其他技术,您可以通过执行相同的参数来找到抛物线和其他二次曲线的交点。

脚步

方法2之1:找到两条线的交点

  1. 为每行写方程,左侧为y。 如有必要,请切换到等式,以便仅y位于等号的一侧。如果方程式使用f(x)或g(x)而不是y,则将其分开。请记住,您可以通过在两侧进行相同的数学运算来取消条件。
    • 如果问题没有显示方程,请从可用信息中查找它们。
    • 例如: 两行具有和的方程。在第二个方程式中,要使左侧只有y,请在两侧均加12:

  2. 使两个方程的右边相等。 我们正在寻找两条线的x,y坐标相同的点;这是两条线相交的地方。这两个方程的左侧都只有y,因此它们的右侧将相同。编写一个新的方程式来证明这一点。
    • 例如: 我们知道,因此。

  3. 解决x。 新方程式只有一个变量x。使用代数方法求解方程意味着在两边都进行相同的数学运算。将所有带有x的项转换为方程式的一侧,然后转换为x = __。 (如果不能,请向下滚动到本节的末尾)。
    • 例如:
    • 添加到两个方面:
    • 从两侧减去3:
    • 将两侧除以3:
    • .

  4. 使用x值查找y。 选择两条线之一的方程式。将找到的x的值插入此方程式。用算术方法求解y。
    • 例如:
  5. 检查结果。 您应该替换另一个方程式中的x值,看看是否得到相同的结果。如果得到不同的y值,则必须检查工作。
    • 例如:
    • 因此我们得到y的相同值。该解决方案没有错误。
  6. 写出交点的一对坐标x,y。 现在,您已经找到了两条线相交的一对x和y坐标。将此点写成坐标对,且x值在前面。
    • 例如:
    • 两条线在(3,6)相交。
  7. 处理异常情况。 某些方程无法求解以找到x。这不一定是您的错误。在以下两种情况下,线对的方程式可能有不同寻常的解决方案:
    • 如果两条线平行,则它们不相交。 x项将被取消,等式简化为错误的陈述(例如)。将答案写为“两条线不相交“要么”没有真正的解决方案’.
    • 如果两个方程式代表同一条线,则它们在所有点都“相交”。 x项将被消除,等式简化为真实的(例如)陈述。将答案写为“两行重叠’.
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方法2之2:二次方程式的数学问题

  1. 识别二次方程。 在二次方程中,一个或多个变量将具有幂(或),并且没有变量具有更高的幂。这些方程的图是曲线,因此它们可以在0、1、2点处切割线。本节指导您找到问题中的那些交叉点。
    • 从括号中扩展方程,以检查它们是否为二次方。例如,存在二次形式,因为它被扩展为
    • 圆和椭圆方程有 术语和。如果您在处理这些特殊情况时遇到问题,请参见以下提示。
  2. 根据y编写方程式。 如有必要,请切换每个等式,以使只有y在等号的一侧。
    • 例如: 找到和的交集。
    • 用y重写二次方程:
    • 和。
    • 本示例具有一个二次方程和一个线性方程。类似地解决了两个二次方程式的问题。
  3. 合并两个方程以抵消y。 将两个方程式转换为y后,没有y的边将相等。
    • 例如:
  4. 变换新方程,使一侧为零。 使用代数方法将所有项转换为一侧。因此,该问题随时可以解决。
    • 例如:
    • 从两个侧面减去x:
    • 从两侧减去7:
  5. 解二次方程. 切换到零方程后,您有三种解决方案,您可以选择哪一种。您可以学习如何使用二次公式或“平方补码”方法,或查看以下因式分解示例:
    • 例如:
    • 分解的目的是找到两个因子,将它们相乘即可创建一个方程。从第一项开始,我们知道它可以分解为x和x。写为(x)(x)= 0。
    • 最后一项是-6。列出每对等于-6 :、和的乘积因子。
    • 中间的项是x(可以写为1x)。将每个因子相加,直到得到1的结果。这对因子是正确的,因为。
    • 在答案中的空白处输入该因子对。
  6. 注意,我们有两个解x。 如果解决速度太快,您可能只会找到一种解决方案,而没有意识到还有另一种解决方案。这是找到与两个点相交的线的两个解x的方法:
    • 例如 (因子分析):最后,我们得到了方程。如果任一因子为0,则满足方程式。一种解决方案是→。另一个解决方案是→。
    • 例如 (平方根公式或平方补码):如果使用以下两种方法之一来求解方程,都会出现平方根符号。例如,等式变为。请记住,平方根号可以简单地转换为两个不同的解: 。针对每种情况编写两个方程式,并求解对应的x。
  7. 解决一个问题或不解决问题。 一次相遇的两条线只有一个交点,两条永不接触的线不会有交点。这是如何分辨的:
    • 一种解决方案:问题可以解析为两个相同的因子((x-1)(x-1)= 0)。当替换二次公式时,该术语具有根。您只需要解决一个方程式。
    • 没有实际的解决方案:没有任何因素可以满足要求(中间的项之和)。替换二次公式时,例如,您在平方根下方有一个负数。将答案写为“没有解决方案”。
  8. 将x值代入原始方程式。 获得交点的x值后,将其替换为原始方程式之一。解决找到y的值。如果有两个x值,则求解两个y值。
    • 例如: 我们找到两个解决方案,并且。两种方法都有一个方程。替换和,然后求解每个方程以查找和。
  9. 写点坐标。 现在根据交点的x和y值将答案写为坐标。如果有两个答案,请记住成对写入x和y值。
    • 例如: 相反,当我们有交集时 (2, 9)。对第二个解做相同的操作,将给出另一个交点的坐标 (-3, 4).
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忠告

  • 圆和椭圆方程具有一个项 一些课。要找到圆与线的交点,请在线性方程式中求解x。用圆方程中的x替换解,您将得到一个更易于求解的二次方程。如上方法所述,这些问题可以有0、1或2个解决方案。
  • 圆和抛物线(或其他二次曲线)可以有0、1、2、3或4个解。在两个方程中都找到2的幂的变量-说x。在另一个方程式中求解并替换您的解决方案。求解y可得到0、1或2个解。将每个解替换回原始的二次方程式以求解x。这些方程式中的每一个都可以具有0、1或2个解。