文/毛倩倩
整體思想指的是對于一個數(shù)學問題,著眼于問題的整體結(jié)構(gòu),從宏觀上理解和認識問題;通過全面地觀察和思考,挖掘已有元素在整體結(jié)構(gòu)中的地位與作用,從而找到解決問題的辦法。
例1已知a2-2a=1,求2-3a2+6a的值。
【解析】若先求出字母a的值,再代入求值,比較復(fù)雜,我們以現(xiàn)有的知識也不具備應(yīng)用這種解法的能力。若能從全局出發(fā),考慮條件與結(jié)論的整體配合,不難發(fā)現(xiàn),代數(shù)式a2-2a與-3a2+6a存在倍數(shù)關(guān)系。
解:由乘法分配律,
得2-3a2+6a=2-3·(a2-2a)。
將a2-2a=1代入,得
2-3a2+6a=2-3×1=-1。
例2已知a2-ab=4,ab-b2=-3,求a2-b2和a2-2ab+b2的值。
【解析】從整體結(jié)構(gòu)考慮,將a2-ab、abb2相加,可以抵消ab,得到代數(shù)式a2-b2;將兩個代數(shù)式整體相減,則可得到代數(shù)式a2-2ab+b2。
解:因為a2-b2=a2-ab+ab-b2=(a2-ab)+(ab-b2),所以將a2-ab=4,ab-b2=-3代入,得a2-b2=(a2-ab)+(ab-b2)=4+(-3)=1。
因為a2-2ab+b2=a2-ab-ab+b2=(a2-ab)-(ab-b2),所以將a2-ab=4,ab-b2=-3代入,得a2-2ab+b2=(a2-ab)-(ab-b2)=4-(-3)=7。
數(shù)學是一門研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學,數(shù)形結(jié)合就是將抽象的數(shù)學語言與直觀的圖形結(jié)合起來,將數(shù)與形兩種信息按解決策略的需要進行轉(zhuǎn)換,發(fā)揮各自的優(yōu)勢。
例3有理數(shù)a、b、c在數(shù)軸上的位置如圖1所示,請化簡|a-b|+|c-a|-|b-c|。
圖1
例4如圖2,數(shù)軸上4個點表示的數(shù)分別為a、b、c、d。若 |a-c|=9,|a-d|=11,|b-d|=7,則 |b-c|的值為________。
圖2
【解析】根據(jù)a、b、c在數(shù)軸上的位置,判斷它們的大小關(guān)系,從而去絕對值化簡。
解:根據(jù)數(shù)軸可得a<0<b<c,
所以a-b<0,c-a>0,b-c<0。
所以|a-b|+|c-a|-|b-c|
=b-a+c-a-(c-b)
=b-a+c-a-c+b=2b-2a。
【解析】結(jié)合數(shù)軸,將條件與結(jié)論中出現(xiàn)的“兩個數(shù)的差的絕對值”賦予幾何意義,將其看作兩點之間的距離,即線段的長度,由線段的數(shù)量關(guān)系可解決問題。
解:由圖可知,|a -c|=9指的是表示a的點與表示c的點之間的距離是9,|a -d|=11指的是表示a的點與表示d的點之間的距離是11,所以,表示c的點與表示d的點之間的距離是 |c-d|=2。又因為 |b-d|=7指的是表示b的點與表示d的點之間的距離是7,所以,表示b的點與表示c的點之間的距離是 | b-c|=5。
我們研究的問題有時包含很多種可能,不能一概而論。有的是問題的結(jié)論不是唯一確定的,有的是在解題中一些算式不能以統(tǒng)一的形式出現(xiàn),還有的是字母的取值會影響結(jié)果等,這就需要根據(jù)問題的特點和要求,將問題分成若干類,轉(zhuǎn)化為若干個小問題來解決。
例5已知a、b是有理數(shù),試比較代數(shù)式a+b與a-b的大小。
【解析】這里a、b的取值會影響兩個代數(shù)式的大小比較,所以需要進行分類討論。觀察兩個代數(shù)式,發(fā)現(xiàn)都有相同的部分“a”,比較a+b與a-b的大小,就是比較b與-b的大小。
解:根據(jù)“作差法”可得,(a+b)-(a-b)=a+b-a+b=2b。
當b>0時,2b>0,則a+b>a-b;
當b=0時,2b=0,則a+b=a-b;
當b<0時,2b<0,則a+b<a-b。
例6(1)嘗試:比較下列各式的大小關(guān)系。(用“>”“<”“=”“≥”或“≤”填空)。
(2)歸納:觀察上面的數(shù)量關(guān)系,可以得到:|a|+|b |________|a+b(|填“>”“<”“=”“≥”或“≤”)。
(3)應(yīng)用:利用上面得到的結(jié)論解決問題:若|m|+|n|=10,|m+n|=4,則m=______。
(4)拓展:當|a|+|b|+|c|>| a+b+c|成立時,a、b、c應(yīng)滿足的條件是________。
①1個正數(shù),2個負數(shù);②2個正數(shù),1個負數(shù);③3個正數(shù);④3個負數(shù);⑤1個0,2個正數(shù);⑥1個0,2個負數(shù);⑦1個0,1個正數(shù),1個負數(shù)。
【解析】問題(1)可以通過計算做出判斷,①②③④分別填>、>、=、=。問題(2)可依據(jù)(1)中列舉的具體例子,通過不完全歸納,發(fā)現(xiàn)規(guī)律|a|+|b|≥| a+b(|a、b同號或至少一個為0時取等號)。問題(3)可根據(jù)問題(2)中的結(jié)論予以解決,由|m|+|n|>| m+n|可知m、n異號,接下來進行分類討論:當m>0,n<0時,m=3或7;當m<0,n>0時,m=-3或-7。問題(4)是問題(2)的拓展,由|a|+|b|+|c|>| a+b+c|可知a、b、c的符號需要分為多種情況討論,①②⑦都滿足。