在現(xiàn)實世界的許多問題中通常有已知量和未知量,這些量之間常常有等量關(guān)系. 怎樣描述已知量和未知量之間的關(guān)系呢?下面我們來比較不同的描述方法.
例1 如圖,天平的左盤中有兩個相同的小球和一個質(zhì)量為1 g的小球,右盤中有一個5 g的砝碼. 求每個小球的質(zhì)量.
【分析】這個問題中的數(shù)量之間的關(guān)系式為:2個小球的質(zhì)量+1 g=5 g.
方法1(列算式計算):5-1=4,4÷2=2.
方法2(列方程計算):設(shè)小球的質(zhì)量為x g,根據(jù)題意得2x+1=5,解得x=2.
到這里,或許你看不出兩種方法哪種更好,下面接著看.
例2 今年小紅5歲,爸爸32歲,多少年后爸爸的年齡是小紅的4倍?
【分析】這個問題中的數(shù)量之間的關(guān)系式為:若干年后爸爸的年齡=若干年后小紅的年齡的4倍.
方法1:列算式你會感覺到有難度. (下列式子,你能理解各式表示的意思嗎?)
32-5=27, 4-1=3, 27÷3=9,9-5=4.
方法2:設(shè)x年后爸爸的年齡是小紅的4倍,根據(jù)題意,得:32+x=4(5+x),解得x=4.
通過兩種描述方法的比較,我們應(yīng)該認識到方程是比算式更有力的數(shù)學(xué)工具. 列算式時,只能使用已知數(shù). 列方程時,未知數(shù)可以像已知數(shù)一樣參與運算,比列算式更直接、更自然、更寬松,從而給解決問題提供便利. 這體現(xiàn)了從算術(shù)方法到代數(shù)方法的進步.
方程是數(shù)學(xué)中的天平,結(jié)合題中的已知量和未知量,我們可以將實際問題中的等量關(guān)系“翻譯”成方程.
恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定未知數(shù)和列方程是本章中用數(shù)學(xué)模型表示和解決問題的關(guān)鍵步驟,難點是正確地理解問題情境,找到題中的等量關(guān)系. 書本介紹了從多角度思考,借助表格、線段圖、扇形圖、柱狀圖、式子等直觀尋找等量關(guān)系. 這里為同學(xué)們能夠正確快速地解決實際問題,提高自身的“翻譯”水平提供兩點建議:
1. 加強閱讀訓(xùn)練,遇到較冗長的文字表述的問題時,需要耐心讀、慢慢讀、無聲讀、反復(fù)讀,抓住關(guān)鍵詞,找到它們之間的有效聯(lián)系.
2. 關(guān)注日常生活,拓展知識面,豐富 “詞匯量”,積累更多經(jīng)驗.
七年級上冊安排的學(xué)習(xí)內(nèi)容中,描述實際問題中數(shù)量之間等量關(guān)系的方程主要為一元一次方程,如何求解一元一次方程呢?
例3 解方程2x+1=5.
解:方程2x+1=5變形如下
每一步變形的依據(jù)是等式的基本性質(zhì),目的就是通過每步的變形將方程變形為x=a的形式,把未知數(shù)從種種束縛中“解放”出來.
例4 解方程:■-■=-1.
解:兩邊都乘6得:2(2x-1)-(2x+1)=-6.
去括號得:4x-2-2x-1=-6.
移項得:4x-2x=-6+2+1.
合并同類項得:2x=-3.
系數(shù)化為1得:x=-■.
一般地,解一元一次方程的步驟有:①去分母;②去括號;③移項;④合并同類項;⑤系數(shù)化為1. 解方程的基本思路就是把“復(fù)雜”轉(zhuǎn)化為“簡單”, 逐步“解放”未知數(shù),各步驟都是針對現(xiàn)在方程的形式合理變形,逐步接近最終目標(biāo),在保持方程兩邊相等關(guān)系的前提下,將一元一次方程轉(zhuǎn)化為x=a(a是已知數(shù))的形式.
當(dāng)你真正明白解方程的目標(biāo)后,選擇的步驟可以更為靈活.
例5 解方程:-3(x+1)=9.
解法1:去括號,得-3x-3=9. 移項,得-3x=9+3. 合并同類項,得-3x=12. 系數(shù)化為1,得x=-4.
解法2(把x+1看成一個整體):
兩邊同除以-3,得x+1=-3. 移項,得x=-3-1. 合并同類項,得x=-4.
方程是刻畫現(xiàn)實世界數(shù)量關(guān)系的一種有效模型,是分析、解決問題的有效工具,我們要以數(shù)學(xué)的眼光觀察和收集日常生活中、生產(chǎn)實踐中的相等關(guān)系,用好方程這個工具,不斷積累“發(fā)現(xiàn)問題——提出問題——分析問題——解決問題”的經(jīng)驗.