陳召華
摘要:用整體代入法解題是數(shù)學的基本方法之一,運用整體的方法去分析問題與用一般的方法有所不同。用整體的觀念去研究問題能夠舍去瑣碎的環(huán)節(jié)。因此整體代入方法顯得簡單、快捷,有其優(yōu)越性。
關鍵詞:聚零為整;避繁就簡;整體代入
解數(shù)學題時,人們往往習慣于從問題的局部出發(fā),將問題分解成若干個簡單的子問題,然后再各個擊破、分而治之.殊不知,這種“只見樹木、不見森林”的思考方法,常常導致解題過程繁雜、運算量大,甚至半途而廢.其實,有很多數(shù)學問題,如果我們有意識地放大考察問題的“視角”,往往能發(fā)現(xiàn)問題中隱含的某個“整體”,利用這個“整體”對問題實施調節(jié)與轉化,常常能使問題快速獲解.一般地,我們把這種從整體觀點出發(fā),通過研究問題的整體形式、整體結構、整體特征,從而對問題進行整體處理的解題思想方法,稱為整體思想方法.整體思想方法是一種從全局入手,從大處著眼,聚零為整,綱舉目張地去把握事物的共性聯(lián)系或結構的思想方法,這種“聚零為整,一舉擊破”的思想方法,完全不同于分類討論的“化整為零,各個擊破”。我們在數(shù)學學習中,有時運用整體代入方法來分析問題和解決問題,會起到一種簡潔的效果。整體代入求值,是指通過觀察,把解題的注意力和著眼點放在問題的整體結構上,從而觸及問題的本質,達到求值的目的,它是數(shù)學解題一個極其重要的策略,是提高解題速度的有效途徑。
一、直接進行——整體代入
方法分析:把已知條件看作整體直接代入問題求值。
例1.如果a+b=5,那么= 。
分析:本題是直接代入求值的一個基本題型,a、b的值雖然都不知道,但我們發(fā)現(xiàn)已知式與要求式之間有某種聯(lián)系,只要把式中的a+b的值代入到要求的式子中,即可得出結果。
解:略
例2.若x2-3x=6,則6x-2x2= .
分析:這兩個看起來好象沒有什么關系的式子,其實卻存在著非常緊密的內在聯(lián)系,要求式是已知式的相反數(shù)的2倍.我們可作簡單的變形:由x2-3x=6,可得3x-x2=-6,兩邊再乘以2,即得6x-2x2=-12.
解:略
例3.已知,求代數(shù)式的值。
分析:由倒數(shù)的定義,我們可由得到,
于是=,然后將及 代入,即可求得代數(shù)式的值:。
解:略
二、改變問題——整體代入
方法分析:從問題入手,把問題轉化成具有的已知條件再進行整體代入。
例1:2m-1=2,求3+4m的值。
分析:這道題有些讓人不知所措,其實仔細觀察要求式與已知式,是不難發(fā)現(xiàn)解決問題的方法的.由已知式2m-1=2,我們可以得到2m=3,而3+4m又可以看作是3+(22)m,它又可以轉化為3+(2m)2,所以本題結果是12。
解:略
例2:已知a+b=-2,ab=3.求2(ab-3a)-3(2b-ab)的值。
分析:如果直接求出a、b再求解會比較繁鎖。注意觀察題目,我們可以發(fā)現(xiàn)問題中含有已知條件的形式。這里我們可以把問題進行轉化,從而進行整體代入。
解:原式=2ab-6a-6b+3ab
=5ab-6(a+b)
=5×3-6×(-2)
=15+12
=27
三、改變條件——整體代入
方法分析:從條件入手,把條件轉化成具有的問題形式再進行整體代入。
例1 已知x2-xy=-3, 2xy-y2=-8,求代數(shù)式2x2+4xy-3y2的值。
分析:本題中的x, y值顯然不能求出,觀察已知與未知中x2, y2的系數(shù)關系可知,需要對已知條件中的式子依照系數(shù)關系進行恰當?shù)淖冃巍?/p>
由x2-xy=-3得,2x2-2xy=-6①;由2xy-y2=-8得,6xy-3y2 =-24②。①+②得(2x2-2xy)+(6xy-3y2)=(-6)+(-24)=-30.即2x2+4xy-3y2=-30.
解:略
例2 已知x=-1,那么= 。
解:因為x=-1,得,所以x2+2x=2。
因此,原式=。
例3:設求的值。
分析:本題a、b的關系不夠明朗,如果我們先把已知分式右邊去分母,化為=5,即+=3。而且要求的代數(shù)式可以化為含有+的形式。
解:由條件,得=5,即+=3.
所以=-2=9-2=7。
四、綜合應用
方法分析:以上三種方法不是孤立存在的,它們可以有機地結合在一起。通過觀察、分析出條件與問題的關系、經過化簡轉化、再進行整體代入。
例1:用兩種方法解答:已知m、n是關于x的方程x2+ (p-2)x+1=0的兩個實數(shù)根,求代數(shù)式(m2+mp+1)·(n2+np+1)的值。
解:法一
=4。
法二 ∵m、n是關于x的方程的兩個實數(shù)根,
∴m2+(p-2)m+1=0,即m2+mp+1=2m。同理,n2+np+1=2n。
∴(m2+mp+1)·(n2+np+1)=2m·2n= 4mn = 4。
同是整體代入,顯然解法二較簡便。
例2:,則的值。
分析:先將已知條件進行通分:,所以 =3 即3xy=x+y,
然后轉化問題:=,最后進行整體代入:==9。
解:略
面對紛繁復雜的過程,有時不必考慮細節(jié),而是將若干個過程視為整體,通盤考慮,定能化繁為簡。運用整體代入的思想方法解題,要有強烈的整體意識,要認真分析問題的條件或結論的表達形式、內部結構特征,不拘泥于常規(guī),不著眼于問題的各個組成部分,從整體上觀察,從整體上分析,從整體結構及原有問題的改造、轉化入手,尋找解題的途徑。運用整體代入的思想方法解題,在思維方向上,既有正向的,又有逆向的;在思維形態(tài)上,既有集中的又有發(fā)散的,既有直觀的,又有抽象的。由上可見,在中學數(shù)學中,強化整體思想觀念,靈活選擇方法進行整體代入,常常能幫助我們走出困境,走向成功。
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