例说解决一元一次方程问题的十大对策

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  【摘要】本文通过分析具体的例子来介绍“解决一元一次方程的十大对策”(下文介绍),目的就是让学生在掌握这些思想方法与解题技巧后,可以更深刻地理解和领会数学知识的联系,真正把握住数学知识的脉搏,在不知不觉中培养能力,提升自身的数学素养。
  【关键词】例说 解决 一元一次方程 十大对策
  【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2017)01-0161-02
  一元一次方程是初中代数的重要内容,也是学习方程、函数等数学知识的基础。众多的报刊也都介绍过解决一元一次方程问题的方法和技巧,但要使学生真正能运用这些方法和技巧来解决一元二次方程的问题,并非易事,若能找到解决问题的载体,使一些常用的思想方法、解题技巧等能够进一步灵活运用,做到“解一题,通一律”,则对于提高学生的学习兴趣,减轻学生的课业负担,必然会有较大的帮助。本文笔者就举例来说说解决一元一次方程问题的十大对策,与同行交流。
  一、等价转化,无中生有。
  在数学解题中,经常会碰到这样的情形:当你无法直接解决一个问题时,你就会想,这个问题可否等价转化为另一个问题来解决,下面这个例子就是这种情形。
  例1(2014温州市七年数学针对性训练)当x取何值时,代数式与x-2是互为相反数。
  取一个未知数x的值,使得与x-2互为相反数是非常困难的,但是如果把这个问题转化为一个方程+(x-2)=0(或=-(x-2)),那就容易多了,这种问题之间的等价转化,在数学的解题中,应用的频率也是非常高的。
  二、缩小范围,关门捉“贼”。
  這是浙教版老教材第五章第一节的一个例题(例2):一名射击运动员,两次射击的成绩都是整数,平均成绩为6.5环,其中第二次成绩为9环,问第一次成绩是多少?
  当然,这个问题比较简单,可以用算术解,如果用方程来做,可以直接设第一次射击的成绩为x环,则得到方程=6.5,要解出x的值,方法较多,由于考虑到实际问题,在射击运动这个项目中,每次射击的成绩是整数环,且第二次成绩是9环,所以可先估计x的范围:0≤x≤6,且x为整数,然后取x=0,1,2,3,4,5,6。接着把这些值分别代入方程 =6.5的左边,求代数式的值就可以了。(列表求值)
  x 0 1 2 3 4 5 6
  4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5
  由表格可知,x=4是=6.5的解。
  由此,我们也可以得出解决一元一次方程的一种不常用的好方法——列表举例,其本质是根据题意缩小自变量的范围,起到“关门捉‘贼’”的作用。
  三、正难则反,围“魏”救“赵”。
  例3:已知5x+3=8x-2与这两个方程的解是互为相反数,求a的值。
  在解数学题目时,有时正面去解决一个问题比较困难,这时我们便可以从它的反面入手,先去解决其他一些问题,最后就可以得到我们所要的结果,下面是这个例题就体现了这样一种策略。
  对于这个题目,正面去解,将5x+3=8x-6解出x=3,而 可以得到,再由题意可知,,解得a=29。
  若先将方程5x+3=8x-6解出x=3,然后再去考虑这两个方程的解之间的关系(互为相反数),则这个题就迎刃而解了(只要把x=3代入就到了)。
  上面的例子告诉我们:“正难则反,围‘魏’救‘赵’”这一种策略值得使用。
  四、适时换元,“金蝉”脱“壳”。
  例4:方程26-5()=8()的解是x=。(自编题)
  这是一道看似比较繁琐,其实比较容易的一元一次方程的求解题,若按常规解法,去掉括号解方程,不仅计算量较大,而且所得结果也不一定正确。但你只要仔细观察方程,就可以发现括号中系数虽然较大,但方程中这个代数式如果设为另一个未知数y。此时方程可变为26-5y=8y,从而就很容易求出y的值,然后将y的值回代入y=,最终就可以求出x的值。
  上面這类题目让我们明白一个道理:适时换元,可如金蝉脱壳般得出结果。
  五、分离变量,隔“岸”观“火”。
  例5:当a,b分别为多少时?方程为一元一次方程。(自编题)
  这个方程在形式上是一元二次方程,要使它是一个一元一次方程,那我们就应该想到一般一元一次方程的一般形式,根据一元一次方程一般形式,我们就有了两种思考方法:其一,方程他两边对比系数可得,当a=3,且b≠-1,方程就是一个一元一次方程。其二,通过移项,将方程中所有的项都放在等号的左边:,左边进行变量分离之后得到:,根据一元一次方程的一般形式,就可以得出而a=3,且b≠-1时,方程就成为一个一元一次方程。
  上述例子,可以告诉我们:解一元一次方程相关的一些题目可先通过分离变量,然后进行方程左右两边分数对比,很快就得出所要求的答案。
  六、消除根源,“釜”底抽“薪”。
  例6:解方程(自编题)
  在学习去分母解一元一次方程时,同学们常常会遇到分母是小数的方程,这时许多同学都会感到无从下手,也常常因不理解而出错。其实这个问题可用多种方法去解决:
  方法一:利用分数的基本性质将各小数分母逐步化为整数,然后去分母。
  方程转化为:
  方法二:利用等式性质2,将各个分母是小数的同时化为分数,然后再去分母。
  解方程可转化为:(方程两边同时乘以1/10)
  方法三:利用式性质2,方程两边同时分别乘以0.3与0.2的一个合适的倍数,可接去分母。
  即
  方法四:利用分数的意义(分数线相当于符号)改等成带括号的形式。
  解方程转化为:
  即   当然,如果学生自己能想到上述四种方法的几种,那是自然不过的,反之,要得出上述的这些方法,老师的引导就起着关键性作用,一旦找到了消除分母是小数的方法后,老师就可以放开手脚,留给学生自己去解决,应该说没有问题。这就是“消除根源,‘釜’底抽‘薪’”的解题策略。
  七、巧设方程,“混水”摸“鱼”。
  每次教应用题时,不仅老师教得非常辛苦,学生学得也很头痛,而且效果也不太理想。
  例7:小敏和小强假期到某厂参加社会实践,该厂用白板纸做包装盒,设计每张白板纸做盒身2个或做盒盖3个,且1个盒身和2个盒盖恰好做成一个包装盒,为了充分利用材料,要求做成的盒身和盒盖正好配套,为了不浪费的板纸,请你对该厂购白板纸的张数n提一条合理化的建议。(根据作业本改编)
  首先,这个题目比较长,再则题中涉及的量较多,这样一来关系也就比较复杂了,那么,我们如何去解决呢?读完题目之后,我们得到的主要信息是:无论盒身,还是盒盖都是由白板纸做成的,且不浪费白板纸,说明这几张白板纸却应该用完,这n张白板纸中,一部分用来做盒身,剩下的另一部分做盒盖,并且还知道每张白板纸做盒身2个或做盒盖3个,且1个盒身和2个盒盖做成一个包装盒,若知道了这些信息,就不难去设一个数量了(可设x张白板纸做盒身,(n-x)张白板纸做盒盖),然而利用1个盒身和2个盖身做一个包装这关系,可列方程:,对于这条方程,虽然与我们要解决的问题还有一定的距离,但通过一定的变化可得7x=3n,由于考虑到n,x却是正整数,我们可以购买的白板纸的张数,只要是7的倍数就不会浪费。
  上述的例子让我们深有体会:当一个问题涉及的量大,关系比较复杂时,我们若能通过深刻地分析,然后巧设一个方程,再经过一定逻辑推理,就可以找到我们所需要的答案。这就是“巧设方程,‘混水’摸‘鱼’”这一解题策略。
  八、整体思想,瞒“天”过“海”。
  例8:解方程
  这个题目在前面我们已经讲到过,用的是换元的思想对解题过程作了一定的分析,现在又用另一种思想去考虑它,观察这个方程的特征,方程的左边与右边中都有()这一块,我们可以把它看成一个整体,通过移项后进行合并,则可得方程。
  通过这样变形真巧,发现-26被-13整除,所以,即,從而可得。
  可见,运用整体思想可以悄然地得出这个方程的解。
  九、变更主元,反“客”为“主”。
  在有几个变元的问题中,常常有一个或(几个)变元处于主要地位,我们不妨称之为主元。由于思维定势的影响,人们在解决这一类型问题时,总是紧紧抓住主元不放,一般情况下这是正确的。但有些情况下,如果变更主元,即把某个处于次要地位的未知数突现出来,常常能取得出人意料的效果。例如,已知解x的方程(a为整数)的解为正整数,求a的值。(例9)(自编题)
  我们可以将先变为因为方程左边等于4,所以a-4不可能为零,则可得,由题意知,x为正整数,且a为整数,这就转化为对a-4进行讨论,从而可得a-4=1或2或4,最后a=5,6或8.
  上述的例子就是一种“变更主元,反客为主”的解题策略。
  十、合理选法,“走”为上策。
  例10:一标志性建筑的底面是正方形,在其四周铺上花岗石,形成一个边宽为3.2米的正方形方框。(如图),已知铺这个框恰好用了144块,边长为0.8米的正方形花岗石(接缝忽略不计),问标志性建筑的底面边长是多少米?
  这是一道应用题,首要问题是老师如何引导学生读懂题意,知道题中涉及哪些量和它们的关系,然后設元(通过设底面的边长为x米)让学生用x的数式表示出阴影部分的面积。
  通过交流,我们可以得到以下几种方法。
  方法一:大正方形的面积减去小正方形的面积
  =0.8×0.8×144
  方法二:分割成四个梯形,求和
  =0.8×0.8×144
  方法三:如图分割成四个长方形,求和
  4×3.2×=0.8×0.8×144
  方法四:如图分割成四个长方形,求和
  =0.8×0.8×144
  虽然我们想到这么多的方法是一件不容易的事,但是有时选择一种较简单的方法更为重要。方法一:=0.8×0.8×144这条方程,对于七年级学生说是没有能力解的。对比之下,这四种方法中,方法三最容易理解,因此,课本中也就使用了这种方法来解题。由此可见,有时解决一个问题的方法有很多种,但选择一种合理的方法,才是上策。
  以上,我用具体的例子来阐述解决一元一次方程的十大对策。尽管这些对策不能解决一元一次方程的全部问题。但是,学生掌握了这些思考方法和解题技巧后,不仅可以更加深刻地理解和领会数学知识的联系,而且也在不知不觉中提升了数学素养。
  参考文献:
  [1]孙武.《孙子兵法与三十六计》万卷出版公司2008-1-1.
  [2]《温州市初一数学针对性训练》.
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