初中数学的自然原理
第四部分:方程与不等式

一元一次方程

对应人教版七年级上册第五章。

方程是含有未知数的等式;解方程就是依据等式的性质,把方程一步一步变形,直到变成“”的样子。 只含一个未知数、未知数的次数是 1 的整式方程叫一元一次方程,它是后面所有方程的落脚点。

从哪里来:从“倒着算”到“顺着列”#

“一个数的 3 倍减去 7,得 20,这个数是多少?”用算术做,要倒着想:最后得 20,减 7 之前是 ,乘 3 之前是 。每一步都要把题目里的运算反过来。

用方程做,只要顺着题意把关系写下来:设这个数是 ,那么 。怎样从这个式子求出 ,是另一件事,而且有固定的办法。

题目再绕一点,差别就明显了:“一个数的 3 倍减去 7,等于它的 2 倍加上 5。”未知的数同时出现在两边,已经没法倒着算;列方程却一样容易:,解得 。

方程把“怎样求”和“关系是什么”分开了: 列方程时只管把等量关系如实写下来,解方程时只管按规则变形。

几个基本概念:

  • 方程: 含有未知数的等式。
  • 方程的解: 使方程左右两边的值相等的未知数的值。 是 的解,因为两边都等于 29。
  • 解方程: 求方程的解的过程。
  • 一元一次方程: 只含有一个未知数(元),未知数的次数都是 1,等号两边都是整式。它总能整理成 ()的形式。
方程 是不是一元一次方程 原因
是 一个未知数,次数是 1
不是 两个未知数,是二元一次方程
不是 未知数的次数是 2
不是 分母里有未知数,左边不是整式,是分式方程
不是 没有未知数,只是等式,不是方程

等式的性质:天平模型#

等式就像一架平衡的天平:左盘放等号左边的量,右盘放等号右边的量。要让天平保持平衡,只能对两边做同样的事:

  • 等式的性质 1: 等式两边加(或减)同一个数(或式子),结果仍相等。如果 ,那么 。
  • 等式的性质 2: 等式两边乘同一个数,或除以同一个不为 0 的数,结果仍相等。如果 ,那么 ;如果 ,,那么 。

下图的天平表示 。两边同时拿走 3 个 1(图中红色的 1,性质 1),天平仍平衡,得 ;再把两边都平均分成 2 份,各取一份(性质 2),得 。

天平两边同时拿走 3 个 1,仍然平衡

为什么除数不能是 0?因为除以 0 没有意义。两边乘 0 虽然还是等式,但变成了 ,原来的信息全丢了,所以解方程时从来不乘 0。这一点到了分式方程会变得很要紧:两边乘一个含未知数的式子时,这个式子可能恰好等于 0(见第四部分“分式方程”)。

另外,等式还可以左右交换( 就是 ),相等的量可以互相替换(,,那么 )。后一条叫等量代换,解方程组时的“代入”靠的就是它。

解方程:每一步都有依据#

解一元一次方程,目标是把方程变成 。通常经过下面几步,每一步都是等式的性质或运算律,不是新规定:

步骤 做法 依据 注意
去分母 两边乘各分母的最小公倍数 等式的性质 2 不含分母的项也要乘;分子是多项式时要加括号
去括号 用乘法分配律展开 乘法分配律 括号前是负号,括号里各项都要变号
移项 含未知数的项移到一边,常数项移到另一边 等式的性质 1 移过去的项要变号
合并同类项 整理成 乘法分配律 只把系数相加
系数化为 1 两边除以 等式的性质 2 ;是 除以 ,不要颠倒

移项为什么要变号? 以 为例,两边同时减 、再同时加 7(性质 1),得 。结果看起来就像把 从右边“搬”到左边变成 ,把 从左边“搬”到右边变成 。移项只是性质 1 的简便写法。

这几步不是非走不可的固定程序。比如 ,先两边除以 3 得 ,比先去括号更快。每一步想清楚依据,顺序就可以灵活安排。

例 1 解方程 。

思路: 有分母,先去分母。分母 2 和 3 的最小公倍数是 6,两边同乘 6。右边的 1 也要乘; 是一个整体,乘完要带着括号。

解:

去分母去括号移项合并同类项系数化为

检验: 把 代入原方程,左边 ,等于右边,所以 是原方程的解。

列方程解实际问题:找等量关系#

列方程的关键,是找到同一个量的两种表示:一边用题目给的数表示,另一边用含未知数的式子表示,两者相等就是方程。一般的过程是:

  1. 读题,找出等量关系;
  2. 设未知数,用含未知数的式子表示有关的量;
  3. 根据等量关系列出方程;
  4. 解方程;
  5. 检验:既要检验是不是方程的解,也要检验是否符合实际;
  6. 写出答案。

例 2 某商品按成本价提高 40% 标价,再打八折出售,每件仍获利 12 元。每件商品的成本是多少元?

思路: 涉及的量有成本、标价、售价、利润。利润是“售价 − 成本”,这就是等量关系。成本不知道,设它为 元,其余的量都能用 表示:标价是 ,打八折后售价是 。

解: 设每件商品的成本是 元。根据“售价 − 成本 = 利润”,得

合并同类项,得 ,所以 。

检验: 成本 100 元,标价 140 元,售价 元,获利 12 元,符合题意。

答:每件商品的成本是 100 元。

例 3 、 两地相距 360 km。甲车从 地开往 地,每小时行 60 km;甲车出发 1 h 后,乙车从 地开往 地,每小时行 90 km。乙车出发后多少小时两车相遇?

思路: 行程问题先画线段图,把两车走过的路程标在同一条线段上:

甲先走 60 km,之后两车相向而行,走过的路程合起来是全程

从图上看,等量关系是“甲走的路程 + 乙走的路程 = 全程”。设乙车出发后 h 两车相遇,甲车比乙车多走 1 h,行驶了 h。

解: 设乙车出发后 h 两车相遇。根据题意,得

去括号,得 ;移项、合并同类项,得 ,所以 。

检验: 甲车行驶 3 h,走了 180 km;乙车行驶 2 h,走了 180 km;合起来 360 km,符合题意。

答:乙车出发后 2 h 两车相遇。

想一想: 未知数不一定设成题目问的量。也可以设相遇点离 地 km,这时甲车用了 h,乙车用了 h。甲车比乙车多用 1 h,得

两边乘 180,得 ,解得 ,再算出乙车用时 h,答案相同。

比较 设乙车的行驶时间为 h 设相遇点离 地 km
等量关系 路程之和 = 全程 甲的用时 − 乙的用时 = 1 h
方程 没有分母,一步到位 有分母,解完还要再算一步
什么时候用 问什么设什么,通常最直接 问的量不好表示、而另一个量能把关系说清时

同一个情境可以列出不同的方程,因为它们表达的是同一组数量关系,只是选了不同的量做未知数。先想清楚“哪个量用两种方式表示”,再决定设什么。

易错点#

  • 去分母时漏乘不含分母的项。 解 ,两边乘 6 应得 ,不是 。等式的性质 2 要求两边的每一项都乘 6。
  • 分子是多项式,去分母后不加括号。 乘 6 得 ,不是 。分数线本身就起括号的作用。
  • 移项不变号。 移项是两边同时加上或减去同一个式子,项从一边到另一边,符号一定改变;只在同一边交换位置的项,符号不变。
  • 系数化为 1 时除反了。 的解是 ,不是 ; 的解是 。
  • 把分数的基本性质和等式的性质混在一起。 解 时,把 化成 、把 化成 ,用的是分数的基本性质(分子、分母同乘一个数),只改变这一项的写法,右边的 1 不动,得 。如果把右边也乘了 5 或 2,就错了。
  • 实际问题只解不验。 人数、件数要是正整数,时间、路程不能是负数。解出的结果不合实际,要么题目无解,要么方程列错了。

联系#

真题: 2026 年第 4 题、2023 年第 21 题。