杭靜
數(shù)學思想方法是數(shù)學知識的重要組成部分,教材中沒有專門的章節(jié)介紹它,而是伴隨著基礎知識的學習而展開的.在學習中一定要重視對常用數(shù)學思想方法的總結與提煉,它們是數(shù)學的精髓,是解決數(shù)學問題的金鑰匙,更能使人受益終身.下面我們將解決實數(shù)問題中常用的思想方法歸納如下,供同學們學習時參考.
一、 整體思想
整體思想就是在處理問題時,從整體角度思考,即將局部放在整體中去觀察分析,探究問題的解決方法,從而使問題得以簡捷巧妙地解決.
例1 ? (2015·四川資陽)已知(a+6)2 =0,則2b2-4b-a的值為_______.
【分析】由(a+6)2和 都是非負數(shù),根據(jù)非負數(shù)性質可求出a的值和b2-2b的值,視b2-2b為整體代入,即可求出2b2-4b-a的值.
解:∵(a+6)2 =0,由非負數(shù)性質有a+6=0,b2-2b-3=0,解得a=-6,b2-2b=3,可得2b2-4b=6,則2b2-4b-a=6-(-6)=12.
【點評】求得b2-2b=3后,也可利用因式分解或配方法求出b的值為3或-1,再分類代入求值,但較復雜,且易出錯.這里發(fā)現(xiàn)b2-2b與2b2-4b有特殊關系,采用整體代入法,十分簡捷,由此足見數(shù)學思想方法的巨大威力!
二、 分類思想
在解決實數(shù)的有關問題時,常常需要對問題中包含的多種情況進行分類,再按類思考,尋找出完整的答案.
例2 ? (2014·甘肅白銀)已知x、y為實數(shù),且y= 4,則x-y=_______.
【分析】根據(jù)算術平方根的被開方數(shù)非負,夾逼出x的值,x的值有兩個,所以要分類求解.
解:根據(jù)被開方數(shù)非負有x2-9≥0和9-x2≥0,即x2-9≥0和x2-9≤0,從而x2-9=0,即x2=9,解得x=±3,此時y=4.當x=3,y=4時,x-y=3-4=-1;當x=-3,y=4時,x-y=-3-4=
-7;∴x-y=-1或-7.
【點評】對于算術平方根,被開方數(shù)必須非負才有意義,所以如果一對相反數(shù)同時為算術平方根的被開方數(shù),那么被開方數(shù)為0.
三、 模型思想
在解決實數(shù)的有關問題時,常常先要構造非負數(shù)(如絕對值、偶次方、算術平方根等)的和為0的模型,再利用非負數(shù)的性質來解決問題.
例3 ? (1) (2011·四川內(nèi)江)已知6-3m+(n-5)2=3m-6-,則m-n=_______;
(2) (2011·山東日照)已知x,y為實數(shù),且滿,那么x2011-y2011=_______.
【分析】一個方程兩個未知數(shù),且已知條件中有非負數(shù),因此構造非負數(shù)和為0的模型來求解.
解:(1) 由題意,得m≥3,6-3m≤0,于是原式可化為3m-6+(n-5)2=3m-6-,即(n-5)2+=0,∴n=5,m=3,m-n=-2;
(2) 已知式子可變形為:(1-y)=0,由于被開方數(shù)非負,且算術平方根也非負,則只有當都為0時此式才成立,即1+x=0,1-y=0,解得x=-1,y=1,代入到x2011-y2011=-1-1=-2.
【點評】先對已知等式進行變形,構造出幾個非負數(shù)的和為0的等式,再利用非負數(shù)的性質即可解決問題.
四、 數(shù)形結合思想
利用數(shù)軸上點與實數(shù)之間的一一對應關系,由點的位置來判定有關代數(shù)式值的符號,再利用得到的結論來解決問題.
例4 ? (2015·山東棗莊)實數(shù)a,b,c在數(shù)軸上對應的點如圖1所示,則下列式子中正確的是( ? ? ?).
A. ac>bc B. a-b=a-b
C. -a<-b-b-c
【分析】先根據(jù)各點在數(shù)軸上的位置比較出其大小,再對各選項進行分析即可.
解:∵由圖可知,a-b,故C選項錯誤;∵-a>-b,c>0,∴-a-c>-b-c,故D選項正確.綜上所述,選D.
【點評】本題考查的是實數(shù)與數(shù)軸上點所表示的數(shù)之間的關系,熟知數(shù)軸上各點與實數(shù)是一一對應的關系是解答此題的關鍵.要謹防忽視符號而造成錯誤.在計算數(shù)軸上線段長度時,要注意點的坐標與線段長的互換,謹防“符號病”.
五、 轉化思想
轉化是初中數(shù)學中常見的一種數(shù)學思想,它的應用十分廣泛,在研究和解決實數(shù)問題時,經(jīng)常將復雜問題轉化成簡單問題,將疑難問題轉化成容易問題,將未解決的問題轉化成已解決的問題.
例5 ? (2010·山東泰安)1,2,3,…,100這100個自然數(shù)的算術平方根和立方根中,無理數(shù)的個數(shù)有_______個.
【分析】本題要求無理數(shù)的個數(shù),比較復雜.轉化一下思考問題的角度,找無理數(shù)的個數(shù)困難,可先找有理數(shù)的個數(shù),分別找出1,2,3,…,100這100個自然數(shù)的算術平方根和立方根中有理數(shù)的個數(shù)后,則無理數(shù)的個數(shù)就容易求出了.
解:∵12=1,22=4,32=9,…,102=100,
∴1,2,3,…,100這100個自然數(shù)的算術平方根中,有理數(shù)有10個,
∴無理數(shù)有90個;
∵13=1,23=8,33=27,43=64<100,53=125>100,∴1,2,3,…,100這100個自然數(shù)的立方根中,有理數(shù)有4個,
∴無理數(shù)有96個.
∴1,2,3,…,100這100個自然數(shù)的算術平方根和立方根中,無理數(shù)共有90+96=186個.
【點評】直接求解比較復雜,但如果將確定無理數(shù)的個數(shù)轉化為確定有理數(shù)的個數(shù),變復雜為簡單,求解就十分簡捷了.巧妙地轉化幫助我們提高了解題的速度,足見轉化的妙用.
(作者單位:江蘇省興化市板橋初級中學)