摘 要:新課程改革背景下,在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)注重數(shù)學(xué)思想的滲透.整體思想是一種重要的數(shù)學(xué)思想方法,它是從整體的角度,將某個式子或者圖形看作整體,根據(jù)已知條件與問題之間的聯(lián)系,有意識地從整體角度解決問題.文章結(jié)合例題,探究整體思想在初中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用,希望為教師提供參考.
關(guān)鍵詞:整體思想;初中數(shù)學(xué)解題;應(yīng)用策略
中圖分類號:G632?? 文獻標(biāo)識碼:A?? 文章編號:1008-0333(2023)35-0059-03
初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,常見的數(shù)學(xué)思想比較多,整體思想是其中重要的思想之一,在解題中被廣泛地使用,對解決數(shù)學(xué)問題有著重要的作用.整體思想是通過對問題進行整體處理來解決問題的方法,其形式比較多,如整體代換、整體變形、整體設(shè)元等.借助整體思想,對問題進行深入分析,化繁為簡,有效解決數(shù)學(xué)問題[1].
1 利用整體思想,解決代數(shù)式求值問題
代數(shù)式求值問題是中考中的常見題型,一般來說,學(xué)生通常采取逐一求解,之后代入解題,這樣的解題方式計算量比較大,而且很容易因為過程繁瑣出現(xiàn)錯誤.因此,教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用整體思想,結(jié)合問題的條件或者結(jié)論,將其看作一個整體,通過等價代換的方式,深入分析問題,化繁為簡,完成解題[2].
1.1 整體求解
例1 若a=4+3,b=4-3,求aa-ab-ba+b的值.
分析 此題在解答時,如果直接代入a、b的值,計算過程比較繁瑣.如果能夠?qū)δ繕?biāo)式進行變換、化簡,將a、b兩式相加或者相減,可以得到a+b和a-b的數(shù)值,之后整體代入化簡后的目標(biāo)式中,求解出代數(shù)式的值.
解 ∵a=4+3,∴a+b=8,a-b=23,原式aa-ab-ba+b=(a)2a(a-b)-ba+b=aa-b-ba+b=a(a+b)-b(a-b)(a-b)(a+b)=a+ba-b=823=433.
1.2 分式求解
例2 已知1m-1n=3,試求解3m+4mn-3nm-2mn-n的值.
分析 此題如果從條件入手,不能逐一求解m、n的值.觀察未知式,其與已知條件的聯(lián)系不明顯,因此,可以對未知式進行整理,構(gòu)造成1m-1n的形式,整體代入求解.
解 ∵1m-1n=3,∴n-mmn=3,即n-m=3mn,∴m-n=-3mn
∴原式3m+4mn-3nm-2mn-n=3(m-n)+4mn(m-n)-2mn=3×(-3mn)+4mn-3mn-2mn=-5mn-5mn=1.
1.3 降次求解
例3 已知x滿足x2-x-1=0,求解代數(shù)式-x3+2x2+2 014的值.
分析 對于此類求值問題,學(xué)生通常是先求解一元二次方程,不僅過程比較復(fù)雜,而且求解的根是無理數(shù),代入所求代數(shù)式,由于代數(shù)式最高次是3次,求解難度比較大.因此,可以采取整體思想求解,對所求代數(shù)式進行轉(zhuǎn)化,根據(jù)已知變形代入,完成求解.
解 ∵x2-x-1=0,∴x2-x=1,
∵-x3+2x2+2 014=-x(x2-x)+x2+2 014=x2-x+2 014=2 015.
2 借助整體思想,解決方程及不等式問題
在初中數(shù)學(xué)解題中,部分方程問題和不等式問題比較復(fù)雜,面對這些問題,學(xué)生常常會無從下手.因此,教師可以結(jié)合題目結(jié)構(gòu)特點,引導(dǎo)學(xué)生利用整體思想,明確問題解題思路,有效簡化解題過程,強化學(xué)生數(shù)學(xué)解題思維[3].
2.1 解答方程(組)
例4 在實數(shù)范圍內(nèi)解方程:2x2+3x-4=52x2+3x.
分析 在解此類方程問題時,不少學(xué)生會按照常規(guī)方式解題,先去分母,之后求解.這樣的解題方式出現(xiàn)的最高次是4次,解題的難度比較大.因此,可以采取整體思想進行解題,通過對方程進行觀察,利用整體換元的方式,將分式方程轉(zhuǎn)化為整式方程解題.
解 設(shè)y=2x2+3x,
∴方程2x2+3x-4=52x2+3x可以轉(zhuǎn)化為y-4=5y,即y2-4y-5=0,解得y=5或y=-1,當(dāng)y=5時,2x2+3x=5,解得x1=-52,x2=1.
當(dāng)y=-1時,2x2+3x=-1,解得x3=-12,x4=-1.
例5 如果關(guān)于x、y的二元一次方程組3x-my=52x+ny=6的解是x=1y=2,求解關(guān)于a、b的方程組3(a+b)-m(a-b)=52(a+b)+n(a-b)=6的解.
分析 在此題解答時,如果將x、y的值代入原方程,得出m、n的值,之后代入到第二個方程中求解a、b的值,解題過程比較繁瑣,很容易出現(xiàn)解題錯誤.因此,通過對第二個方程進行觀察分析,未知項的系數(shù)與原方程的相同,因此,可以將a+b、a-b各看作整體,它們的值與x、y相同,可以快速得出a、b的值.
解 根據(jù)題意得出a+b=1a-b=2,解得a=32b=-12.
2.2 解不等式(組)
例6 已知x+2y=4k+12x+y=k+2,且0<x+y<3,求k的取值范圍.
分析 此題解題時,如果直接求解方程組,之后代入不等式,求解k的取值范圍,從理論上來說是可行的,但是這樣的解題過程非常麻煩,難度非常大.因此,可以將題目中x+y看作一個整體,對方程組進行整理,再進行分析求解,解題過程比較簡單容易.
解 根據(jù)題意x+2y=4k+1……①2x+y=k+2……②,將①+②得出3x+3y=5k+3,
即x+y=53k+1,∵0<x+y<3,
∴0<53k+1<3,解得-35<k<65.
3 利用整體思想,解答圖形與幾何問題
圖形與幾何問題是初中數(shù)學(xué)解題中的重要題型,對于一些問題,采取常規(guī)方式很難解答.因此,教師可以引導(dǎo)學(xué)生觀察整體結(jié)構(gòu)特點,從整體角度分析問題,化繁為簡,幫助學(xué)生快速找出解題思路,提高學(xué)生解題效率[4].
3.1 求解圖形面積
例7 如圖1所示,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=2,分別以AC、BC作為直徑畫半圓,求解圖中陰影部分的圖形面積.(結(jié)果保留π)
分析 此題如果采取常規(guī)方式解題,先分別計算陰影面積,之后求和,但由于陰影部分是不規(guī)則圖形,很難利用標(biāo)準(zhǔn)圖形面積公式進行計算.因此,可以利用差值方式,結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)圖形解題.
解 設(shè)各個部分的面積為S1、S2、S3、S4、S5,如圖2所示,
∵兩個半圓的面積為S1+S4+S5+S2+S3+S4,△ABC的面積是S3+S4+S5,陰影部分的面積是S1+S2+S4,
∴圖中陰影部分的面積是兩個半圓的面積減去三角形的面積,即
S陰影=12×π×4+12×π×1-12×4×2
=52π-4.
3.2 解答幾何問題
例8 如圖3所示,在△ABC中,∠BAC=50°,BD是∠ABC的平分線,CD是∠ACB的平分線,求解∠BDC的度數(shù).
分析 常規(guī)的解題方式是先求解出∠DBC、∠DCB,然后求解出∠BDC的度數(shù).但是,根據(jù)題目中的已知,無法求解出相應(yīng)角的度數(shù),因此,可以采取整體思路,將∠DBC、∠DCB的度數(shù)看作整體,求解出兩個角的度數(shù)和,完成解題.
解 在△ABC中,∠BAC+∠ABC+∠ACB=180°,
∵∠BAC=50°,
∴∠ABC+∠ACB=130°,
∵BD是∠ABC的平分線,CD是∠ACB的平分線,
∴∠DBC=12∠ABC,∠DCB=12∠ACB,
∴∠DBC+∠DCB=12(∠ABC+∠ACB)=65°,
在△BDC中,∠BDC+∠DBC+∠DCB=180°,
∴∠BDC=115°.
在初中數(shù)學(xué)解題中,教師需要注重數(shù)學(xué)思想的滲透,引導(dǎo)學(xué)生分析題目整體結(jié)構(gòu),明確問題解題方向,看出問題的本質(zhì),有效利用整體思想解題.在具體的教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體例題,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)和反思,靈活利用數(shù)學(xué)思想,鍛煉學(xué)生數(shù)學(xué)思維,有效培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng).
參考文獻:
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[2] 程小芹.整體思想在初中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用[J].語數(shù)外學(xué)習(xí)(初中版),2020(4):28-29.
[3] 林芹,陳豫眉.整體思想在初中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用:以“圖形與幾何”問題為例[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究, 2022(17):62-64.
[4] 張志華.登高望遠,學(xué)以致用:談“整體思想”在初中數(shù)學(xué)解題過程中的策略達成[J].中學(xué)數(shù)學(xué)(初中版),2020(7).60-61.
[責(zé)任編輯:李 璟]
收稿日期:2023-09-15
作者簡介:湯永梅 (1977.9-),女,江蘇省灌云人,本科,中學(xué)一級教師,從事初中數(shù)學(xué)教學(xué)研究.