一次方程组也叫线性方程组,是最简单也是最重要的一类代数方程组.我国是研究一次方程组最早的国家之一.公元三世纪,我国著名的数学家刘徽曾这样解释“方程”的含义:“程,课程也.群物众杂,各列有数,总言其实.令每行为率,二物者再程,三物者三程,皆如物数程之,并列为行,故谓之方程.”其中,“令每行为率”是按条件列等式的意思.“如物数程之”是说有几个未知数列几个等式.然后,再用竹制的算筹布列出一个方阵,就是我们今天所使用的方程组. 

  一次方程组的解法早在2000多年前,我国古代的数学名著《九章算术》方程章中已经作了比较完整的论述.古代有许多二元一次方程组相关的数学名题和民谣.利用学过的二元一次方程看看如何求解.

  1.《九章算术》中有一题,原文“今有善行者行一百步,不善行者行六十步.今不善行者先行一百步,善行者追之,问几何步及之?”意思是:走路快的人走100步,走路慢的人只走了60步.走路慢的人先走100步,走路快的人要走多少步才能追上?

  此题有多种解法,如何利用二元一次方程求解?

  要列方程,首先寻找题目中的等量关系.走路快的所走的路程=走路慢的所走的路程,走路快的与走路慢的同时行走的时间相同.可以设走路慢的后面走了x步,走路快的走了y步,则

  可以解得

  因此,走路快的要走250步才能追上.

  其实这道题利用一元一次方程也可以求解,自己尝试一下.(提示:可以设同时行走的时间为t

  2.大约在1800年前,我国有一本世界著名的算术书,名叫《孙子算经》.书中有一道题,原文是:“今有木,不知长短,引绳度之,余绳四尺五寸;屈绳量之,不足一尺,木长几何?” 意思是:用一根绳子去量一根长木,绳子还剩余4.5尺;将绳子对折再量长木,长木还剩余1尺,问长木长多少尺?你能求解吗?

  不仅在数学名著中有许多类似的题目,民间中也有许多数学问题的民谣.下面选取几首,请你利用二元一次方程组求解名民谣中的数学问题.

  1.只闻隔壁人分银,不知多少人和银;

     每人七两少七两,每人半斤多半斤;

     试问各位善算者,多少人分多少银?(这里的1=10两)

  2.一队强盗一队狗,

     二队并作一队走,

     数头一共三百六,

     数腿一共八百九,

     问有多少强盗多少狗?

  3.几个老头去赶集,

     半路买了一堆梨,

     一人一个多一个,

     一人两个少两梨,

     究竟有几个老头,几个梨?

  国外也有类似的民谣:

  1.一个老酒鬼,名叫巴特恩,

     吃肉和排骨,共用九角四分钱.

     排骨每块一角一,每块肉价七分,

     排骨和肉吃了整十块.

     请问吃了几块排骨几块肉?(美国)

  2.飞来几只寒鸦,落在树枝上停歇,

     要是每枝树枝一只寒鸦,就有一只寒鸦无树枝;

    要是每支树枝上两只寒鸦,就有一支树枝无寒鸦.

    你说共有几只寒鸦几支树枝?(俄罗斯)

  上述民谣你全部求解出来了吗?总结一下,对于实际问题求解的一般思路.

  列方程组求解实际问题的一般步骤:

  (1)认真读题,理解问题的实际背景;

  (2)仔细审题,分析清题目中的已知量、未知量,找出题目中的等量关系;

  (3)设未知数,根据等量关系列方程组;

  (4)求解方程组;

  (5)检验方程组的解是否合理;

  (6)实际问题的答案.

  求解实际问题时,求解的结果必须符合实际情况.我们再看一个经典点问题——“百鸡问题”.

  今有鸡翁一,值钱五;鸡母一,值钱三;鸡雏三,值钱一.凡百钱买鸡百只,问鸡翁、母、雏各几只?

    意思是:公鸡五文钱一只,母鸡三文钱一只,小鸡一文钱买三只.今想用一百文钱买一百只鸡,问公鸡、母鸡、小鸡各买多少只?

    本题是我国南北朝时期张邱建所著《张邱建算经》里的一道著名的“百鸡问题”.其中还有一段脍炙人口的故事哩.

    南北朝时有一位丞相,听说张邱建善于算数,想考考他.

    一天,这位丞相叫人将张邱建的父亲请到丞相府,给他一百文钱,要他到市场上去买公鸡、母鸡、小鸡共一百只.而当时的价格是:公鸡每只五文钱,母鸡每只三文钱,小鸡三只卖一文钱.到底每种鸡各买几只,张邱建的父亲却犯愁了.

    老人回到家后,只好求儿子张邱建帮忙算出来.张邱建略略算了算,要父亲买4只公鸡、18只母鸡、78只小鸡送给丞相.丞相一算,果然满足了他提出的要求.于是,丞相又拿出100文钱给老人,要他再去买100只鸡,但每种鸡的数目要与上次不同.老人也只好请儿子帮忙了,买了8只公鸡、11只母鸡、81只小鸡送给了丞相.

    丞相见后大喜,他要亲自见张邱建.张邱建到丞相府后,丞相又拿出100文钱,再去买100只鸡来,但每种鸡的数目要与他父亲前两次的都不相同.张邱建大致算了算,于是,赶快跑到市场上买了12只公鸡、4只母鸡、84只小鸡送给了丞相.丞相一算,一点不差,十分佩服张邱建的计算能力.

    从这个故事中,可以发现张邱建得到了“百鸡问题”的三个解,也可推猜丞相也可能知道“百鸡问题”有三个解.如果用方程组求解,则

    设公鸡有x只,母鸡有y只,小鸡有z只,那么

   

    解得

  显然,只有当x4812时,方程组才有正整数解.所以,“百鸡问题”只有三种情况.

  上述问题是三元一次方程组,但只有两个方程,一般情况是不能求出全部解的,但此题有整数限制,所以能求出只有三种情况.