莊億農(nóng)
一堂有理數(shù)習(xí)題課上,我出了這樣一道題:在一條筆直的街道上有依次排列的n(n>1)個(gè)訂奶戶(hù),我們要設(shè)置一個(gè)牛奶供應(yīng)點(diǎn)P,使這n個(gè)訂奶戶(hù)到供應(yīng)點(diǎn)P的距離之和最小,這個(gè)點(diǎn)應(yīng)建在何處?
看完題目后,教室里一片寂靜,好一會(huì)兒沒(méi)人說(shuō)話(huà).我啟發(fā)道:“俗話(huà)說(shuō)得好,‘退一步海闊天空,數(shù)學(xué)解題也是如此,對(duì)于一些復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題,適當(dāng)?shù)赝耸菫榱烁玫剡M(jìn),正如我國(guó)著名數(shù)學(xué)家華羅庚所說(shuō)的‘善于退,足夠地退,退到最原始而不失去重要性的地方,是學(xué)好數(shù)學(xué)的一個(gè)訣竅.同學(xué)們能不能采用退的方法來(lái)探究這個(gè)問(wèn)題呢?”
話(huà)音剛落,平時(shí)喜歡發(fā)言的超超同學(xué)站起來(lái)說(shuō):“老師,我發(fā)現(xiàn),如果這條街上只有A1與A2兩個(gè)訂奶戶(hù),因?yàn)锳1與A2兩戶(hù)所走的距離之和就等于A(yíng)1A2之間的距離,所以供應(yīng)點(diǎn)P可建在A(yíng)1與A2之間的任何地方,如圖1所示.對(duì)嗎?”
“對(duì)的!同學(xué)們?cè)傧胂?,如果這條街上有3個(gè)訂奶戶(hù),那么供應(yīng)點(diǎn)P情況又如何呢?” 我說(shuō)道.“老師,我來(lái)說(shuō).”坐在講臺(tái)旁的芳芳說(shuō)道,“如果A1、A2、A3如圖2所示排列,我看供應(yīng)點(diǎn)P應(yīng)設(shè)在A(yíng)2處最合適,這是因?yàn)槿绻鸓放在A(yíng)2處,A1與A3兩戶(hù)所走的距離之和恰好為A1與A3之間的距離.而如果把P放在別處,例如D處,如圖2所示,那么A1與A3兩戶(hù)所走的距離之和仍是A1與A3之間的距離,可是A2戶(hù)還得走從A2到D的這一段,這是多出來(lái)的,因此,P放在A(yíng)2處是最佳選擇.”
“很好!芳芳同學(xué)說(shuō)得非常好!根據(jù)上面兩位同學(xué)探究的結(jié)果,大家看看如果這條街上有4個(gè)訂奶戶(hù),5個(gè)訂奶戶(hù),…,n個(gè)訂奶戶(hù),供應(yīng)點(diǎn)P應(yīng)設(shè)在何處?”我笑著說(shuō).性急的小虎立即答道:“如果有4個(gè)訂奶戶(hù),P應(yīng)設(shè)在第2個(gè)和第3個(gè)訂奶戶(hù)之間的任何地方;如果有5個(gè)訂奶戶(hù),P應(yīng)設(shè)在第3個(gè)訂奶戶(hù)處;如果有n個(gè)訂奶戶(hù),P應(yīng)設(shè)在第(n+1) 個(gè)訂奶戶(hù)處.”“不對(duì)!”和小虎同桌的小明反駁道,“老師,小虎說(shuō)得不全面!應(yīng)對(duì)n分類(lèi)進(jìn)行考慮,當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),就是小虎所說(shuō)的情況;當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),P應(yīng)設(shè)在第n和第n+1個(gè)訂奶戶(hù)之間的任何地方.”
我贊許地點(diǎn)點(diǎn)頭說(shuō):“是的,我們考慮問(wèn)題一定要全面,不能顧前不顧后.”我頓了頓,繼續(xù)說(shuō)道:“同學(xué)們,下面我們將這個(gè)問(wèn)題引申一下,有哪位同學(xué)能看出如何求|x-1|+|x-2|+|x-3|+…+|x-617|的最小值?”
數(shù)學(xué)課代表玲玲道:“老師,我們可以把|x-1|+|x-2|+|x-3|+…+|x-617|轉(zhuǎn)化為一條直線(xiàn)上有617個(gè)點(diǎn),要求其最小值,就是在直線(xiàn)上找一點(diǎn),使它到各點(diǎn)的距離和最小,這就是上面確定供應(yīng)點(diǎn)P位置問(wèn)題.由于從1到617有奇數(shù)個(gè)點(diǎn),因此這一點(diǎn)應(yīng)選在309對(duì)應(yīng)的位置,這樣|x-1|+|x-2|+|x-3|+…+|x-617|的最小值就為2×(1+2+…+308)=95 172.”
我高興地連聲贊嘆道:“我們的同學(xué)都很聰明,今天通過(guò)探究,解決了牛奶供應(yīng)點(diǎn)位置的確定問(wèn)題.實(shí)際上在解決這個(gè)問(wèn)題時(shí),我們用到了數(shù)形結(jié)合思想、分類(lèi)思想、轉(zhuǎn)化思想及以‘退為‘進(jìn)的解題方法,通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的探索,又巧妙地把原本比較抽象的代數(shù)中的絕對(duì)值問(wèn)題,轉(zhuǎn)化為看得見(jiàn)摸得著的‘形的問(wèn)題,使同學(xué)們感到抽象的不再抽象,希望大家好好地反思和總結(jié),爭(zhēng)取得到更大的收獲!”
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中學(xué)生數(shù)理化·七年級(jí)數(shù)學(xué)華師大版2008年7期