文/王競進(jìn)
首先和同學(xué)們一起來看兩個問題:
問題1“雞兔同籠”問題是我國古代一道經(jīng)典的數(shù)學(xué)趣題,最初記載在約1500 年前的《孫子算經(jīng)》中。問題是這樣描述的:“今有雉兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足,問雉兔各幾何?”這句話的意思是:“若干只雞、兔在同一個籠子里,從上面數(shù)有三十五個頭,從下面數(shù)有九十四只腳?;\中各有幾只雞和兔?”
問題2一輛快車和一輛慢車同時從A地出發(fā),沿同一公路向相同方向行駛,快車的行駛速度是70km/h,慢車的行駛速度是60km/h,快車比慢車早1h經(jīng)過B地,A、B兩地間的路程是多少?
對于問題1,大家并不陌生。在小學(xué),我們用假設(shè)法進(jìn)行思考,先假設(shè)籠中的雞、兔都有兩只腳,由于“上有三十五頭”,所以籠中的雞、兔的腳應(yīng)該共有2×35=70(只),而實際上“下有九十四足”,少了94-70=24(只)。究其原因,是因為實際上每只兔少算2 只腳,那么籠中兔的只數(shù)應(yīng)該是24÷2=12(只),雞的只數(shù)是35-12=23(只)。
到了初中,我們可以利用方程思想來解決此題。如果籠中兔的個數(shù)用x表示,那么籠中有(35-x)只雞,籠中兔共有4x只腳,雞共有2(35-x)只腳。根據(jù)問題中的相等關(guān)系式:籠中雞腳的個數(shù)+兔腳的個數(shù)=94,可以建立等式:4x+2(35-x)=94。
對于問題2,我們從問題中的數(shù)量關(guān)系知道:快車行駛到B地的時間比慢車行駛到B地的時間少1h。對于1km 的路程,快車比慢車少用,那么快車比慢車少用1h 所對應(yīng)的路程為。我們還可以從問題中的數(shù)量關(guān)系知道:快車每小時比慢車多走70-60=10(km),快車到達(dá)B 地時,快車比慢車多走60×1=60(km),那么快車行駛的時間就是60÷10=6(h),A、B兩地間的路程用算式表示為:60÷(70-60)×70=420(km)。
如果用方程思想,路程用xkm 表示,那么快車從A地到B地所用時間為:,慢車從A地到B地所用時間為。根據(jù)兩車所用時間的關(guān)系:慢車所用時間-快車所用時間=1,可以建立等式。
從上述兩個小學(xué)階段曾經(jīng)解決過的問題可以看出,用算術(shù)方法解應(yīng)用題是小學(xué)階段數(shù)學(xué)教材中的重要內(nèi)容,我們列出的算式只能含有問題中的已知數(shù),而不能含有未知數(shù)。如果用本章所學(xué)的知識,用字母表示實際問題中的一些數(shù)量,再根據(jù)問題中的相等關(guān)系式,并用含有字母的代數(shù)式分別表示相等關(guān)系式中的各個量,即可建立相應(yīng)的等式,如上述問題中的,這就是方程。
我們從上面的過程可以看出,列方程也是依據(jù)問題中的相等關(guān)系,但它打破了小學(xué)算術(shù)方法列式時只能用已知數(shù)的限制,方程中可以含有相關(guān)的已知數(shù)和未知數(shù)。因此,一般來說,列方程比列算式有更多的優(yōu)越性,從算術(shù)方法到代數(shù)方法是數(shù)學(xué)的進(jìn)步。
我們在上面的問題中得到兩個等式:4x+,那么,其中的未知數(shù)x到底是多少呢?又該如何求得這個未知數(shù)呢?實際上,這就是我們本章將要學(xué)習(xí)的知識:方程、方程的解、解方程、一元一次方程等概念,等式的性質(zhì),一元一次方程的解法以及如何用一元一次方程解決生活實際問題等。
問題1 中,所得的等式是4x+2(35-x)=94。我們可以先應(yīng)用乘法分配律,將等式中的括號去掉,再應(yīng)用等式的性質(zhì),求得未知數(shù)x的值,過程如下:
去括號,得4x+70-2x=94;移項,得4x-2x=94-70;合并同類項,得2x=24;化未知數(shù)的系數(shù)為1,得x=12。
去分母,得7x-6x=420;合并同類項,得x=420。
根據(jù)實際問題中的相等關(guān)系式,列出了一元一次方程,為了求出該方程中的未知數(shù)的值,我們一般會靈活應(yīng)用等式的性質(zhì)、乘法分配律,經(jīng)歷去分母、去括號、移項、合并同類項、未知數(shù)的系數(shù)化為1 等過程,把一個一元一次方程逐步轉(zhuǎn)化為形如“x=a”的形式。