图中 A 与 B 之间线路的总电阻为 $a$ 欧姆,且为已知; $x$ 和 $y$ 为未知量。如果我们能求出 $x$ ,就能定位电缆上故障发生的位置。亥维赛通过进行两次测试解决了这个问题。首先,他在 A 处接入一个电压为 $E$ 的电池,并使 B 处电路断开,然后测量由此产生的电流 $I_1$ 。接着,他在 A 处接入同一个电池,但将电缆在 B 处接地,再次测量由此产生的电流 $I_2$ 。利用欧姆定律以及电阻并联和串联的组合规则,这给出如下方程组
$$E = I_1(x + y)$$
$$E = I_2 \left[ x + \left( \frac{1}{y} + \frac{1}{a-x} \right)^{-1} \right]$$
记 $b = E/I_1$ 和 $c = E/I_2$ , 我们可以消去 $y$ ,从这些方程中得到关于 $x$ :
$$x^2 - 2cx + c(a + b) - ab = 0$$
的方程,利用 (1.6),其解为
$$x = c \pm \sqrt{[(a - c)(b - c)]}$$
$x^2 - 2cx + c(a + b) - ab = 0$
,利用 (1.6),其解为
$x = c \pm \sqrt{(a - c)(b - c)}$
在某些问题中,我们需要求出未赋值变量的值,使得包含这些变量的表达式的值满足一个不等式条件(即它大于或小于某个给定值)。求解这类不等式时需要严格遵守前面列出的不等式法则 (1.2a–1.2g)(见 1.2.5 节)。
例 1.24 求使 $x$ 成立的
$$\frac{1}{3-x} <2 \quad (1.7)$$
解 (a) 当 $3 - x > 0$ ,即 $x < 3$ 时,我们可以利用 (1.2e),将 (1.7) 两边同乘以 $3 - x$ ,得到
$$1 < 2(3 - x)$$
利用 (1.2d, e),可化简为
$$x < \frac{5}{2}$$