文吳 葉
整體思想方法在解方程(組)等方面有廣泛的應(yīng)用,整體代入、整體運(yùn)算、整體設(shè)元、整體處理等都是整體思想方法在解數(shù)學(xué)問(wèn)題中的具體體現(xiàn)。
例1 閱讀下面的材料,解決問(wèn)題:
解方程x4-5x2+4=0。這是一個(gè)一元四次方程,根據(jù)該方程的特點(diǎn),它的解法通常是:
設(shè)x2=y,那么x4=y2,于是原方程可變?yōu)閥2-5y+4=0,解得y1=1,y2=4。
當(dāng)y=1時(shí),x2=1,∴x=±1;
當(dāng)y=4時(shí),x2=4,∴x=±2;
∴原方程有四個(gè)根:x1=1,x2=-1,x3=2,x4=-2。
請(qǐng)參照例題,解方程(x2+x)2-4·(x2+x)-12=0。
【分析】根據(jù)閱讀材料中的例子和換元法可以解答本題。
解:設(shè)x2+x=y,原方程可變?yōu)閥2-4y-12=0,解得y1=6,y2=-2。當(dāng)y=6 時(shí),x2+x=6,得x1=-3,x2=2;當(dāng)y=-2 時(shí),x2+x=-2,得方程x2+x+2=0,∵Δ=b2-4ac=12-4×2=-7<0,此時(shí)方程無(wú)實(shí)根。所以原方程有兩個(gè)根:x1=-3,x2=2。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查用換元法解一元二次方程,解答本題的關(guān)鍵是讀懂材料,明確題意。
解一元一次方程,根據(jù)等式的基本性質(zhì),把方程轉(zhuǎn)化為x=a的形式;解二元一次方程組,是把它轉(zhuǎn)化為一元一次方程來(lái)解;類似地,解三元一次方程組,是把它轉(zhuǎn)化為二元一次方程組來(lái)解;解一元二次方程,是把它轉(zhuǎn)化為兩個(gè)一元一次方程來(lái)解。各類方程的解法不盡相同,但是它們有一個(gè)共同的基本數(shù)學(xué)思想,那就是轉(zhuǎn)化,把未知轉(zhuǎn)化為已知。
例2 一元三次方程x3+x2-2x=0,可以通過(guò)因式分解把它轉(zhuǎn)化為x(x2+x-2)=0,解方程x=0 和x2+x-2=0,可得方程x3+x2-2x=0的解。
(1)問(wèn)題:方程x3+x2-2x=0的解是x1=0,x2=,x3=;
【分析】(1)把左邊的多項(xiàng)式進(jìn)行因式分解,就達(dá)到了轉(zhuǎn)化的目的,然后求解;
(2)對(duì)方程兩邊進(jìn)行平方,就能把無(wú)理方程轉(zhuǎn)化為整式方程,但要注意,由于出現(xiàn)了二次根號(hào),所以要進(jìn)行驗(yàn)根。
解:(1)x3+x2-2x=0,x(x2+x-2)=0,
x(x+2)(x-1)=0,所以x=0 或x+2=0 或x-1=0,∴x1=0,x2=-2,x3=1。
即x2-2x-3=0,(x-3)(x+1)=0,∴x-3=0或x+1=0,∴x1=3,x2=-1。
當(dāng)x=-1 時(shí)所以-1 不是原方程的解。所以方程的解是x=3。
【點(diǎn)評(píng)】本題表面上看是考查一元二次方程的解法,實(shí)際上主要考查轉(zhuǎn)化的思想方法。特別注意,我們?cè)谟龅浇鉄o(wú)理方程時(shí)需要驗(yàn)根。
分類討論思想是中學(xué)階段必須掌握的重要思想方法,在中考中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)帶有這種思想的考題。
例3 已知用2輛A型車和1輛B型車載滿貨物一次可運(yùn)貨10 噸;用1輛A型車和2 輛B型車載滿貨物一次可運(yùn)貨11 噸。某物流公司現(xiàn)有31 噸貨物,計(jì)劃同時(shí)租用A型車a輛,B型車b輛,一次運(yùn)完,且恰好每輛車都載滿貨物。
根據(jù)以上信息,解答下列問(wèn)題:
(1)1 輛A型車和1 輛B型車都載滿貨物一次可分別運(yùn)貨多少噸?
(2)請(qǐng)你幫該物流公司設(shè)計(jì)租車方案;
(3)若A型車每輛需租金100 元/次,B型車每輛需租金120 元/次。請(qǐng)選出最省錢的租車方案,并求出最少租車費(fèi)。
【分析】(1)根據(jù)“用2 輛A型車和1 輛B型車載滿貨物一次可運(yùn)貨10噸”和“用1 輛A型車和2 輛B型車載滿貨物一次可運(yùn)貨11噸”可以分別列出方程,組成方程組后進(jìn)行求解;
(2)由題意理解出:3a+4b=31,解此二元一次方程,求出其整數(shù)解,得到三種租車方案;
(3)根據(jù)(2)中所求方案,利用A型車每輛需租金100 元/次,B型車每輛需租金120 元/次,分別求出租車費(fèi)用即可。
解:(1)設(shè)每輛A型車、B型車都裝滿貨物一次可以分別運(yùn)貨x噸、y噸,依題意列方程組得:
答:1 輛A型車裝滿貨物一次可運(yùn)3 噸,1 輛B型車裝滿貨物一次可運(yùn)4噸。
(2)結(jié)合題意和(1)得:3a+4b=∵a、b都是正整數(shù)或
答:有3 種租車方案。A型車9輛,B型車1 輛;A型車5 輛,B型車4輛;A型車1輛,B型車7輛。
(3)∵A型車每輛需租金100 元/次,B型車每輛需租金120 元/次,
∴方案一需租金:9×100+1×120=1020(元);方案二需租金:5×100+4×120=980(元);方案三需租金:1×100+7×120=940(元)。
∴最省錢的租車方案是方案三:A型車1 輛,B型車7 輛,最少租車費(fèi)為940元。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了分類的思想方法,對(duì)可能出現(xiàn)的結(jié)果需要加以分類討論,并歸納總結(jié)得出答案。
如果我們對(duì)數(shù)學(xué)進(jìn)行簡(jiǎn)單的理解,那么數(shù)學(xué)就可以看成由顯性的數(shù)學(xué)知識(shí)技能和隱性的數(shù)學(xué)思想方法兩部分組成。對(duì)于方程這一板塊來(lái)說(shuō)也是如此。所以,學(xué)好方程這一板塊的知識(shí)體系是基礎(chǔ)和前提,利用方程這一板塊的數(shù)學(xué)思想方法來(lái)解決問(wèn)題是關(guān)鍵和目標(biāo)。