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Algebra · real student question

解方程组 x/y = 0.99 与 x/(y + 23) = 0.98,求 x 和 y。

Question

解方程组

xy=0.99,xy+23=0.98\frac{x}{y}=0.99,\qquad \frac{x}{y+23}=0.98

求出 xx 与 yy。

Step-by-step solution

  1. 先把两个分母都去掉。 每个方程两边各乘以自己的分母,两个分式就变成了两个线性关系:

    x=0.99y,x=0.98 (y+23).x=0.99y,\qquad x=0.98\,(y+23).

    同时记下限制条件 y≠0y\ne0 与 y≠−23y\ne-23;最后的答案会轻松满足这两条。直接带着分式硬做,或者在两个方程之间交叉相乘,都比这种做法容易出错得多。

  2. 令 xx 的两个表达式相等。 既然两个右端都等于同一个 xx,

    0.99y=0.98 (y+23).0.99y=0.98\,(y+23).

    这就是代入消元法最干净的形态:两个方程本来就已经解出了同一个变量。

  3. 展开并合并同类项。 把 0.980.98 乘进括号:

    0.99y=0.98y+22.54,0.99y=0.98y+22.54,

    两边同时减去 0.98y0.98y:

    0.01y=22.54.0.01y=22.54.

    这个极小的系数 0.010.01 正是两个比值之差,也正因如此,分母上区区 2323 的变化才会撑出这么大的 yy:答案的量级就像 23×0.980.01\frac{23\times 0.98}{0.01}。

  4. 先求 yy,再求 xx。 两边除以 0.010.01(等价于乘以 100100):

    y=22.540.01=2254,y=\frac{22.54}{0.01}=2254,

    接着

    x=0.99×2254=2231.46.x=0.99\times 2254=2231.46.

  5. 把两个原始比值都验一遍。 第一个:2231.462254=0.99\frac{2231.46}{2254}=0.99 ✓。第二个:y+23=2277y+23=2277,2231.462277=0.98\frac{2231.46}{2277}=0.98 ✓。验第二个方程尤其要紧,因为它只是被间接用到过——22.5422.54 那一步如果出了错,也只有在这里才会露出马脚。

Answer

y=2254,x=2231.46y=2254,\qquad x=2231.46

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