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在解题时,若能把注意力和着眼点放在问题的整体结构上,从整体上把握问题的实质,常会收到事半功倍的效果.下面列举实例,予以说明,供同学们参考.
例1 解方程组
x+y-z=11,①y+z-x=5,②z+x-y=1. ③
解:①+②+③得x+y+z=17.④
④-①,得2z=6,则z=3.
④-②,得2x=12,则x=6.
④-③,得2y=16,则y=8.
∴方程组的解为 x=6,y=8,z=3.
点评:如果按消元法来解,应先消去一个未知数,将它转化成二元一次方程组,再解二元一次方程组,这种解法步骤多,容易出错.但通过观察方程组,我们很容易发现:这个方程组中的未知数呈轮换对称式,且各未知数的系数和相等.因而可把三个方程连加,得到(x+y+z)的值;再把(x+y+z)视为一个整体,分别减去各个方程,则很容易得到方程组的解.
例2有大小两种货车,2辆大车与3辆小车一次可以运15.5吨货;5辆大车与6辆小车一次可以运35吨货.求3车大车与5辆小车一次可以运多少吨货?
解:设一辆大车一次可以运x吨货,一辆小车一次可以运y吨货,根据题意,得
2x+3y=15.5, ①5x+6y=35.②
①×7-②, 得9x+15y=73.5.
则3x+5y=24.5.
答: 3辆大车与5辆小车一次可以运24.5吨货.
点评:解答本题的常用方法是先分别求出x、y,再求(3x+5y).根据题意,若把3x+5y当作一个整体,从原方程组的整体结构入手,通过恰当变形,就可巧妙地求出3x+5y的值.
例3若x- =1, 则x3- 的值为().
(2000年湖北省数学竞赛选拔赛试题)
A.3B.4C.5D.6
解: x3- =(x- )(x2+1+ )=(x- )[(x- )2+3]=1×(12+3)=4.
故应选B.
点评:我们很容易看出方程的根不是有理数,因此直接解方程求x,再代入求值会很麻烦.若注意到x· =1,把待求代数式变成只含x- 的式子,然后将x- =1整体代入,则能化难为易,轻松解题.
例4设菱形的两条对角线之和为46,周长为68,求此菱形的面积.
(1998年江西省南昌市)
解:设菱形的两条对角线的长分别为m和n,则 + =23.
那么( )2+( )2+ mn=529,①
而( )2+( )2=( )2=289. ②
将②代入①,得 mn =240.即菱形的面积为240.
点评:本题的解答过程充分体现了用整体法解题的思路,先整体代入,再求面积.没有先求出m 和n,而是将已知方程变形直接求出面积( mn),这样解题要比先求m、n,再求 mn简捷、巧妙得多.
例5已知a=1999x+2000,b=1999x+2001,c=1999x+2002,则多项式a2+b2+c2-ab-bc-ca的值为().
A.0 B.1C.2D.3(2002年全国竞赛题)
解:由已知得 a-b=-1, b-c=-1, c-a=2,
∴ a2+b2+c2-ab-bc-ca= [(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2]= [(-1)2+(-1)2+22]=3.
故选D.
点评:巧用配方法,将a-b、b-c、c-a看成整体,从而迅速、准确地得出结果.
例6若ab≠1且有5a2+2001a+9=0及9b2+2001b+5=0,则 的值是( ).
A.B. C.- D.- (2001年全国联赛题)
解:因为b≠0,所以将第二个方程两边同除以b2得 + +9=0.而5a2+2001a+9=0,ab≠1.故 和a是方程5x2+2001x+9=0的两个不等实根.
由根与系数的关系得 ×a= . 故选A.
点评:解答本题的关键是把第二个方程变成第一个方程的形式,然后就可以利用方程的根的定义构造方程,再把 作为一个整体进行求值.
例7若x2+xy+y=14,y2+xy+x=28,则x+y=.(2001年TI杯全国竞赛题)
解:将两已知方程相加得x2+y2+2xy+x+y=42.
即(x+y)2+(x+y)-42=0.
则x+y=6或x+y=-7.
点评:根椐条件和待求式的特点,设法将已知式用待求式表示出来,避免先求x、y,再代入求值的复杂过程 .
例8已知x=, y= ,那么 + = .
(2001年TI杯全国竞赛题)
解:由已知可得x=5-2 ,y=5+2 .
则x+y=10, xy=1.
故 + = = =10×(100-3)=970.
点评:题中的待求式是关于x、y的对称式.解这类题的方法是先把待求式用x+y和xy的式子表示出来,再把x、y的和、积整体代入.
例9如图1,∠A+∠B+∠C+∠D+∠E= .
(第十届“缙云杯”邀请赛)
解:连接AC.
则∠D+∠E=180°-∠3=180°-∠4=∠1+∠2.
故∠A+∠B+∠C+∠D+∠E=∠B+∠BAC+∠BCA=180°.
点评:若想先分别求出五个角,再求和,无疑是不可能的,但我们可以先把∠D+∠E当作一个整体,其和等于∠1+∠2.这样,使分散的五个角集中到一个三角形中,再整体求和,就能轻松解题.
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
例1 解方程组
x+y-z=11,①y+z-x=5,②z+x-y=1. ③
解:①+②+③得x+y+z=17.④
④-①,得2z=6,则z=3.
④-②,得2x=12,则x=6.
④-③,得2y=16,则y=8.
∴方程组的解为 x=6,y=8,z=3.
点评:如果按消元法来解,应先消去一个未知数,将它转化成二元一次方程组,再解二元一次方程组,这种解法步骤多,容易出错.但通过观察方程组,我们很容易发现:这个方程组中的未知数呈轮换对称式,且各未知数的系数和相等.因而可把三个方程连加,得到(x+y+z)的值;再把(x+y+z)视为一个整体,分别减去各个方程,则很容易得到方程组的解.
例2有大小两种货车,2辆大车与3辆小车一次可以运15.5吨货;5辆大车与6辆小车一次可以运35吨货.求3车大车与5辆小车一次可以运多少吨货?
解:设一辆大车一次可以运x吨货,一辆小车一次可以运y吨货,根据题意,得
2x+3y=15.5, ①5x+6y=35.②
①×7-②, 得9x+15y=73.5.
则3x+5y=24.5.
答: 3辆大车与5辆小车一次可以运24.5吨货.
点评:解答本题的常用方法是先分别求出x、y,再求(3x+5y).根据题意,若把3x+5y当作一个整体,从原方程组的整体结构入手,通过恰当变形,就可巧妙地求出3x+5y的值.
例3若x- =1, 则x3- 的值为().
(2000年湖北省数学竞赛选拔赛试题)
A.3B.4C.5D.6
解: x3- =(x- )(x2+1+ )=(x- )[(x- )2+3]=1×(12+3)=4.
故应选B.
点评:我们很容易看出方程的根不是有理数,因此直接解方程求x,再代入求值会很麻烦.若注意到x· =1,把待求代数式变成只含x- 的式子,然后将x- =1整体代入,则能化难为易,轻松解题.
例4设菱形的两条对角线之和为46,周长为68,求此菱形的面积.
(1998年江西省南昌市)
解:设菱形的两条对角线的长分别为m和n,则 + =23.
那么( )2+( )2+ mn=529,①
而( )2+( )2=( )2=289. ②
将②代入①,得 mn =240.即菱形的面积为240.
点评:本题的解答过程充分体现了用整体法解题的思路,先整体代入,再求面积.没有先求出m 和n,而是将已知方程变形直接求出面积( mn),这样解题要比先求m、n,再求 mn简捷、巧妙得多.
例5已知a=1999x+2000,b=1999x+2001,c=1999x+2002,则多项式a2+b2+c2-ab-bc-ca的值为().
A.0 B.1C.2D.3(2002年全国竞赛题)
解:由已知得 a-b=-1, b-c=-1, c-a=2,
∴ a2+b2+c2-ab-bc-ca= [(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2]= [(-1)2+(-1)2+22]=3.
故选D.
点评:巧用配方法,将a-b、b-c、c-a看成整体,从而迅速、准确地得出结果.
例6若ab≠1且有5a2+2001a+9=0及9b2+2001b+5=0,则 的值是( ).
A.B. C.- D.- (2001年全国联赛题)
解:因为b≠0,所以将第二个方程两边同除以b2得 + +9=0.而5a2+2001a+9=0,ab≠1.故 和a是方程5x2+2001x+9=0的两个不等实根.
由根与系数的关系得 ×a= . 故选A.
点评:解答本题的关键是把第二个方程变成第一个方程的形式,然后就可以利用方程的根的定义构造方程,再把 作为一个整体进行求值.
例7若x2+xy+y=14,y2+xy+x=28,则x+y=.(2001年TI杯全国竞赛题)
解:将两已知方程相加得x2+y2+2xy+x+y=42.
即(x+y)2+(x+y)-42=0.
则x+y=6或x+y=-7.
点评:根椐条件和待求式的特点,设法将已知式用待求式表示出来,避免先求x、y,再代入求值的复杂过程 .
例8已知x=, y= ,那么 + = .
(2001年TI杯全国竞赛题)
解:由已知可得x=5-2 ,y=5+2 .
则x+y=10, xy=1.
故 + = = =10×(100-3)=970.
点评:题中的待求式是关于x、y的对称式.解这类题的方法是先把待求式用x+y和xy的式子表示出来,再把x、y的和、积整体代入.
例9如图1,∠A+∠B+∠C+∠D+∠E= .
(第十届“缙云杯”邀请赛)
解:连接AC.
则∠D+∠E=180°-∠3=180°-∠4=∠1+∠2.
故∠A+∠B+∠C+∠D+∠E=∠B+∠BAC+∠BCA=180°.
点评:若想先分别求出五个角,再求和,无疑是不可能的,但我们可以先把∠D+∠E当作一个整体,其和等于∠1+∠2.这样,使分散的五个角集中到一个三角形中,再整体求和,就能轻松解题.
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”