吳春雨
摘要:解一元二次方程在初中教材中是個重要的內(nèi)容,方程的順利求解以及解法的選擇直接影響到后面二次函數(shù)內(nèi)容的理解和運用,也關(guān)乎學(xué)生今后在高中學(xué)習(xí)時如何合理的去求解一元二次不等式。面對一個具體的一元二次方程,在解題時,學(xué)生能做出合理的選擇,才是我們教學(xué)的終極目標。
關(guān)鍵詞:方程;求根;一題多解
中圖分類號:G633.6 文獻標識碼:B 文章編號:1672-1578(2017)09-0174-01
解一元二次方程在初中教材中是個重要的內(nèi)容,方程的順利求解以及解法的選擇直接影響到后面二次函數(shù)內(nèi)容的理解和運用,也關(guān)乎學(xué)生今后在高中如何合理的去求解一元二次不等式等問題。在教學(xué)中,我們感覺到學(xué)生在解方程中,存在著很多問題。較低水平的學(xué)生是找不到求解的方法,胡編亂造,稀里糊涂的將題目做完;中等水平的學(xué)生是方法不當,不能合理迅速的求解;較高水平的學(xué)生是方程求解完成了,但是為什么要這樣做,說不出來合理的理由。這樣的求解也不是我們所希望的。
那么到底解一元二次方程中,我們要求學(xué)生要達到什么樣的效果呢? 我認為在教學(xué)中,不能一味的只是強調(diào)學(xué)生去多練,通過機械的重復(fù)的模仿,然后只要學(xué)生能將方程求解出來,就算完成了教學(xué)任務(wù)。我們應(yīng)該站在較高的一個高度上,去幫助學(xué)生整理求解的思路,對初中生適當?shù)臐B透些許數(shù)學(xué)思想。使得學(xué)生不僅會解方程,而且知道為什么要這樣解。面對一個具體的一元二次方程,學(xué)生能做出合理的適當?shù)倪x擇,這才是我們教學(xué)的終極目標。要達到這一目的,我們在教學(xué)中,就要強調(diào)"化歸"和"整體"這兩大重要的數(shù)學(xué)思想。
1."一個中心,兩個基本點"的應(yīng)用
一元二次方程的求解要遵循"一個中心,兩個基本點"。所謂一個中心就是:降冪。在降冪之后,二次方程化歸為兩個一次方程,將陌生的二次方程轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟悉的一次方程,從而求出二次方程的解。教學(xué)中要讓學(xué)生明白,我們的數(shù)學(xué)課,就是在研究從未知到已知的轉(zhuǎn)化,所有的未知的數(shù)學(xué)問題都將轉(zhuǎn)化為我們熟知的數(shù)學(xué)問題,從而得以解決,這就是"化歸"的思想。 "兩個基本點"就是:既然要通過降冪來求解方程,那么如何來降冪呢?我們?yōu)閷W(xué)生提供了兩個基本的途徑,或稱基本的操作方法:一曰開方;二曰因式分解。
開方法,即:通過開平方,二次式自然降為一次式。這個方法自然、直接,比較容易為學(xué)生接受。而在開方的求解方法中,又大致可以分為:直接開方法、配方法和公式法。
例1:解下列方程:
(1)x2-2=0 (2)16x2-25=0
(3)(x+1)2-4=0 (4)12(2-x)2-9=0
(5)x2+2x=5 (6)x2-4x+3=0
【分析】這組方程中,前兩個一看就知道是直接開平方,即使是(3)和(4)學(xué)生也可通過"整體"的數(shù)學(xué)思想發(fā)現(xiàn)其也可以使用直接開方的方法??墒牵?)和(6)怎么辦呢?無論我們從哪個方面去探究,都不具備開方的條件啊?我們可以通過配方,在方程的左邊"制造"出完全平方式。既然可以通過配方來構(gòu)造直接開方的條件,那么這個配方的方法就可運用在所有的一元二次方程上。因此產(chǎn)生了公式法。其實質(zhì)就是在一元二次方程的一般形式下,進行配方,然后將其運用于所有的二次方程。綜上,不管是直接開方也好,還是配方,還是公式法,其實都是為了開方,從而達到降冪的效果。
例2:(1)3x2+2x=0(2)x2=3x
【分析】上述方程,是用了因式分解的方法來求解方程。其實質(zhì)是:通過因式分解,方程左邊產(chǎn)生因式積的形式,從而將二次方程轉(zhuǎn)化為兩個一次方程來求解。從某種意義上來說,這個方法最簡潔。但這里存在的問題就在于學(xué)生因式分解的水平如何?教師應(yīng)該在這個地方適當?shù)慕榻B"十字相乘法",該方法在高中階段運用相對較多。
2.強調(diào)一題多解,比較解題過程,作出合理選擇
對于同一個一元二次方程來說,通常解法不是唯一的。那么是選用開方還是因式分解呢?我想一是要視具體情況來定,二要根據(jù)學(xué)生個人技能熟練的程度來自主選擇。
例3:4(x-2)2-(3x-1)2=0
【分析】像這樣一個二次方程,無論是使用直接開方還是使用平方差公式進行因式分解,我想都可以順利的求解,關(guān)鍵在于我們的學(xué)生對知識掌握的程度,但無論采用那種方法,都要求學(xué)生要具有"整體"的數(shù)學(xué)思想。方法的選擇,是可以看出來一個學(xué)生的基本數(shù)學(xué)素養(yǎng)的,在平時教學(xué)中,我們要注意培養(yǎng)學(xué)生多思考多觀察的能力。
3.通過變式訓(xùn)練,強化兩大數(shù)學(xué)思想的運用
例4:(2x-1)2+3(2x-1)+2=0
【分析】遵循"整體"的數(shù)學(xué)思想,將2x-1看作一個整體,該方程通過換元之后可化為"y2+3y+2=0"的形式,這是一個普通的二次方程,學(xué)生均可求解出來。問題在于,我們的學(xué)生是否能敏銳的發(fā)現(xiàn)該方程的特點,能否熟練的使用"整體"的數(shù)學(xué)思想進行換元。兩大數(shù)學(xué)思想的交替使用,對學(xué)生提出了較高的要求。當然在教學(xué)之初,類似的題組訓(xùn)練還有很多,比如在前面已經(jīng)提到的直接開方法,也需要在變式訓(xùn)練中交替使用兩大數(shù)學(xué)思想:
例:(1)x2-2=0 (2)16x2-25=0
(3)(x+1)2-4=0 (4)12(2-x)2-9=0
4.求解到根,不是最終目的,不解而解才是最高境界
一元二次方程的解求出來,但是問題并沒有結(jié)束,我們的根本目的不是為了解方程而解方程。開方法讓我們最終意識到:所有的一元二次方程都是可以求解的,因為我們可以使用公式來進行規(guī)范的、程序化的求解。一旦學(xué)生意識到這一點,那么"求解"的壓力就降低了,從而讓我們有時間去研究,既然方程總是可以解出來的,那么方程解的情況又如何呢?公式法的程序化操作中,讓我們發(fā)現(xiàn)方程解的情況是由"b2-4ac"來決定的。而這個"b2-4ac"就是后來我們稱之為"根的判別式"的東西。方程我們可以不解,但是我們也可以知道方程解的情況,這就是不解而解的境界啊!并且解方程的問題也被我們延伸到了另外一個更具有價值的領(lǐng)域。方程的是否有解和解的情況的討論,又會影響到下個章節(jié)"二次函數(shù)"的學(xué)習(xí)和理解。
因式分解法和公式法的產(chǎn)生,又讓我們明白任何一個二次三項式總可以進行因式分解。即:ax2+bx+c=a(x-x1)(x-x2),這個因式的產(chǎn)生,讓我們對二次三項式的因式分解有了個比較完美的結(jié)果,而且,在下個章節(jié)"二次函數(shù)"中,我們還會著力去研究這個x1、x2到底是什么?在函數(shù)的圖象中,我們將給出這兩個根的幾何意義。從而將方程中抽象的根賦予了其幾何形式,達到數(shù)形結(jié)合的效果。
當一個方程求解結(jié)束之后,其實練習(xí)并沒有結(jié)束,我們還有事情要做,當我們研究所求出來的兩個根與系數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系之后,就會驚奇的發(fā)現(xiàn):根與系數(shù)之間存在如此驚人的關(guān)系,這就是"韋達定理"。初中生會錯誤的以為,一個方程只有求出了它的根,才算是完成解方程,那么"韋達定理"和"根的判別式"再一次告戒學(xué)生,求根不是解方程的終極目標。endprint