图像法解联立方程 - 掌握图像交点与联立方程解的关系,直线与曲线交点的几何意义
联立方程的**解**与它们对应**图像的交点**一一对应:若两个方程的图像(直线或曲线)相交,交点的坐标 \( (x, y) \) 就是联立方程的解;反之,联立方程的每一组解,都对应图像的一个交点。
对应两条直线,它们的交点**有且仅有1个**(不平行直线必相交),因此线性联立方程通常有1组解。
一次方程对应**直线**,二次方程对应**抛物线/圆等二次曲线**。直线与二次曲线的位置关系决定交点个数,因此这类联立方程**最多有2组解**。
将"线性 + 二次"联立方程通过**代入消元法**转化为一元二次方程 \( ax^2 + bx + c = 0 \) 后,用判别式 \( \Delta = b^2 - 4ac \) 判断交点:
判别式分析:
题目:在同一坐标系中画出直线 \( y = x + 1 \) 和 \( y = -2x + 4 \),通过图像交点写出联立方程 \( \begin{cases} y = x + 1 \\ y = -2x + 4 \end{cases} \) 的解。
题目:求直线 \( y = 3x - 2 \) 与抛物线 \( y = x^2 \) 的交点坐标(代入消元后解一元二次方程)。
题目:判断直线 \( y = 2x + 5 \) 与抛物线 \( y = x^2 + 3x + 4 \) 的交点个数(用判别式分析)。
题目:已知直线 \( y = kx + 1 \) 与抛物线 \( y = x^2 - 2x + 3 \) 仅有一个交点,求 \( k \) 的值。
题目:对于联立方程 \( \begin{cases} y = mx + 2 \\ x^2 + y^2 = 4 \end{cases} \)(圆 \( x^2 + y^2 = 4 \) 圆心在原点、半径为2):
a. 当 \( m = 1 \) 时,求直线与圆的交点坐标;
b. 求 \( m \) 的值,使直线与圆仅有一个交点(用判别式 \( \Delta = 0 \) 分析)。
联立方程的解与图像交点一一对应:联立方程的解是对应图像(直线/曲线)的交点坐标,反之亦然。
判断"线性 + 二次"联立方程的解数时,可代入消元转化为一元二次方程,再用判别式 \( \Delta = b^2 - 4ac \) 分析:\( \Delta > 0 \)(2组解)、\( \Delta = 0 \)(1组解)、\( \Delta < 0 \)(无解)。