七年級下學(xué)期,我們學(xué)習(xí)了如何用二元一次方程來解決含有多個未知量的等量關(guān)系的問題,在這個基礎(chǔ)上我又開啟了“一元一次不等式\"的學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)的過程中,我驚奇地發(fā)現(xiàn),很多不等式的問題需要借助等量關(guān)系來解決。
【原題呈現(xiàn)】我們把關(guān)于 x,y 的二元一次方程 ax+by+c=0 的系數(shù) 稱為該方程的伴隨數(shù),記作 (a,b,c) 。例如:二元一次方程 5x-y+3=0 的伴隨數(shù)是(5,-1,3)。
已知關(guān)于、y的二元一次方程的伴隨數(shù)是(3,m,n)。若{=?3, 是該方程的一組解,且滿足 m+ngt;7 ,求代數(shù)式 3m+4n 的值的范圍。
【分析】我通過伴隨數(shù)的定義,得到關(guān)于 x,y 的二元一次方程 3x+my+n=0(m≠0) ,接著代人方程的解得到關(guān)于 m?n 的等量關(guān)系 2m+n=9(m≠0),m,n 同時又滿足不等式 m+ ngt;7 ,要求 3m+4n 的范圍。
做到這里,我的思緒停頓了:取值范圍是需要用不等式來解決的,但要求的 3m+4n 含有兩個未知數(shù) m?n ,而二元不等式不在我們學(xué)習(xí)范圍內(nèi),該怎么解決呢?
我聯(lián)想到了在學(xué)習(xí)解二元一次方程時,老師用一個未知數(shù)表示另一個未知數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)了消元,把二元一次方程轉(zhuǎn)化為了一元一次方程。那么,我能不能在這道題中用同樣的方法來處理呢?
厲法一消元化歸一二元轉(zhuǎn)化為一元
利用方程 2m+n=9 ,可以轉(zhuǎn)換為 n=9-2m ,代人不等式消元得到只含有 m 的一元一次不等式 m+9-2mgt;7 ,解不等式得到 mlt;2 ,再根據(jù)前面的 m≠0 ,就有了 m 的范圍。求出m 的范圍后,要求 3m+4n 的范圍也是如此,繼續(xù)消元轉(zhuǎn)化得 3m+4n=3m+4(9-2m)=36- 5m 。只含字母 m 后,利用已求出的 Σm 的范圍 mlt;2 且 m≠0 ,得到 36-5mgt;26 且 36-5m≠ 36,即 3m+4ngt;26 且 3m+4n=36 。
【方法小結(jié)】求含有多個未知數(shù)的代數(shù)式的取值范圍,需要通過題目中的等量關(guān)系,用一個字母的代數(shù)式來表示另一個字母,從而代人消元,把多元問題轉(zhuǎn)化成學(xué)過的一元一次不等式來解決。
我迫不及待地把自己的所思所想和同學(xué)分享,結(jié)果發(fā)現(xiàn)大家對這道題有很多不一樣的想法。于是,我們找到老師,經(jīng)過交流探討,把收集到的解法分類整理如下:
方法二:反客為主一一已知轉(zhuǎn)化為未知
同學(xué) a 前半部分想法與我一致,利用消元將二元不等式轉(zhuǎn)化為一元不等式,求出了 Ωm 的范圍,接下來在求代數(shù)式 3m+4n 的范圍時,設(shè) W=3m+4n ,把 3m+4n 看成一個整體,問題就變成了已知 m 的范圍,求 W 的范圍。而 W=3m+4n=3m+4(9-2m)=36-5m ,則 (20
(20,關(guān)于 m 的不等式組 就可以替換成關(guān)于W的一元一次不等式組。解關(guān)于W的一元一次不等式組
我們同樣可以得到 Wgt;26 且 W≠36 。
【方法小結(jié)】利用等式把目標(biāo)未知字母 W 用已知范圍的字母 m 來表示,反客為主,將要求的問題轉(zhuǎn)換為已知的條件來解決。
方法三:特殊取巧一—局部轉(zhuǎn)化為整體
同學(xué) b 的想法比較特殊,他發(fā)現(xiàn)從已知條件出發(fā),設(shè) A=2m+n=9,B=m+ngt;7 因?yàn)閙≠0 ,所以 B=(2m+n)-m=9-m≠9 所以 Bgt;7 且 B≠9 而 3m+4n 恰巧可以用 A,B 來表示,3m+4n=5(m+n)-(2m+n)=5B-A=5B-9 ,所以只需要利用 B 的范圍,就可以得到 3m+ 4ngt;26 且 3m+4n=36 。
【方法小結(jié)】把二元不等式和等式分別看成一個整體,特殊之處在于要求的目標(biāo)恰巧可以用這兩個整體來表示,整體代人后就可以求解了。但需注意這種方法具有特殊性,并不適用于解決所有這類問題。
通過這道題的不同求解方法,我發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識從來不是一座座孤島,學(xué)過的等式的知識可以為解答不等式的問題開啟一扇門,學(xué)過的數(shù)學(xué)思想方法可以為探索未知的新領(lǐng)域架起一座橋梁。小伙伴們,探索數(shù)學(xué)的世界真是太有意思了,期待下一次的奇妙之旅!
教師點(diǎn)評
小作者從一個問題出發(fā),開啟了一趟不等式與等式結(jié)合的探索之旅,通過運(yùn)用學(xué)過的不同的數(shù)學(xué)思想方法,將一個問題總結(jié)出了多個解法。數(shù)學(xué)的思想方法是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中尤為關(guān)鍵的一把鑰匙,只要牢牢地握住它,就能打開數(shù)學(xué)世界千千萬萬扇充滿神秘色彩的大門。屈原曾說:“路曼曼其修遠(yuǎn)兮,吾將上下而求索。”希望同學(xué)們今后都能對新問題保持自主探索的學(xué)習(xí)精神,掌握舉一反三的學(xué)習(xí)能力,用數(shù)學(xué)的思維思考現(xiàn)實(shí)世界,解決現(xiàn)實(shí)問題。
(指導(dǎo)教師:浦舒玥