已知关于xx,yy的二元一次方程组{x+3y=4−ax−y=3a\begin{cases} & x+3y=4-a \\ & x-y=3a \end{cases},给出下列结论中正确的是()①()①当这个方程组的解xx,yy的值互为相反数时,a=−2a=-2; ②②当a=1a=1时,方程组的解也是方程x+y=4+2ax+y=4+2a的解; ③③无论aa取什么实数,x+2yx+2y的值始终不变; ④④若用xx表示yy,则y=−x2+32y=-\dfrac{x}{2}+\dfrac{3}{2};
A. ①②①②
B. ②③②③
C. ②③④②③④
D. ①③④①③④

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完整解法

1. 求出二元一次方程组的解(用含有 $a$ 的代数式表示)

已知关于 xx,yy 的二元一次方程组:
{x+3y=4−a(1)x−y=3a(2)\begin{cases} x+3y=4-a & (1) \\ x-y=3a & (2) \end{cases}
利用 (1)−(2)(1) - (2) 消去 xx,得:
4y=(4−a)−3a=4−4a4y = (4-a) - 3a = 4 - 4a
解得:
y=1−ay = 1 - a
将 y=1−ay = 1 - a 代入 (2)(2),得:
x−(1−a)=3a  ⟹  x=1+2ax - (1 - a) = 3a \implies x = 1 + 2a
因此,原方程组的解为:
{x=1+2ay=1−a\begin{cases} x = 1 + 2a \\ y = 1 - a \end{cases}

2. 验证结论 ①

若方程组的解 xx,yy 互为相反数,则满足 x+y=0x + y = 0。
将 x=1+2ax = 1 + 2a 与 y=1−ay = 1 - a 代入得:
(1+2a)+(1−a)=0  ⟹  2+a=0  ⟹  a=−2(1 + 2a) + (1 - a) = 0 \implies 2 + a = 0 \implies a = -2
故当 xx,yy 互为相反数时,a=−2a=-2,结论 ① 正确。

3. 验证结论 ②

当 a=1a = 1 时,代入方程组的解中:
x=1+2(1)=3,y=1−1=0x = 1 + 2(1) = 3, \quad y = 1 - 1 = 0
将 x=3x = 3,y=0y = 0 和 a=1a = 1 代入方程 x+y=4+2ax+y=4+2a:
左边 =3+0=3= 3 + 0 = 3
右边 =4+2(1)=6= 4 + 2(1) = 6
因为左边 ≠\neq 右边,所以方程组的解不是该方程的解,结论 ② 错误。

4. 验证结论 ③

计算 x+2yx + 2y 的值:
x+2y=(1+2a)+2(1−a)=1+2a+2−2a=3x + 2y = (1 + 2a) + 2(1 - a) = 1 + 2a + 2 - 2a = 3
因为计算结果为常数 33,不含参数 aa,所以无论 aa 取什么实数,x+2yx+2y 的值始终不变,结论 ③ 正确。

5. 验证结论 ④,确定正确答案

由 x=1+2ax = 1 + 2a 可得 2a=x−1  ⟹  a=x−122a = x - 1 \implies a = \dfrac{x-1}{2}。
将 aa 代入 y=1−ay = 1 - a 得:
y=1−x−12=1−x2+12=−x2+32y = 1 - \dfrac{x-1}{2} = 1 - \dfrac{x}{2} + \dfrac{1}{2} = -\dfrac{x}{2} + \dfrac{3}{2}
因此结论 ④ 正确。
综上所述,正确的结论是 ①③④。
故选 D。

答案

D

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