摘 要:在新課改的推動下,初中數(shù)學(xué)教學(xué)更加注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維能力.教師在教學(xué)中不僅要傳授數(shù)學(xué)知識,更要引導(dǎo)學(xué)生掌握數(shù)學(xué)思想和策略.整體化歸思想作為一種重要的數(shù)學(xué)思想,能夠幫助學(xué)生解決實(shí)際問題,提高解題效率,因此,具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值.文章主要探討整體化歸思想在初中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用,通過對例題的分析,介紹整體化歸思想的基本概念以及在數(shù)學(xué)解題中的重要性,并詳細(xì)闡述了如何運(yùn)用整體化歸思想來簡化解題過程,提高解題效率.最后總結(jié)了整體化歸思想在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的妙用,強(qiáng)調(diào)了培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用該思想的重要性.
關(guān)鍵詞:初中數(shù)學(xué);整體化歸;解題妙用
中圖分類號:G632?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A?? 文章編號:1008-0333(2023)35-0065-03
初中數(shù)學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力和解決問題能力的重要階段.在解題中,一些思想方法的應(yīng)用,能夠幫助學(xué)生更好地理解和解決各類數(shù)學(xué)問題,而整體化歸思想就是其中一種重要的思想方法[1].本文旨在探討整體化歸思想在初中數(shù)學(xué)解題中的妙用,通過具體例題的分析和研究,總結(jié)出整體化歸思想在簡化計(jì)算、提高解題速度和解題正確率等方面的作用,以期為初中數(shù)學(xué)解題教學(xué)提供一些有益的思路和方法.
1化簡代數(shù)式類問題
整體化歸思想在代數(shù)式的化簡中有著重要的應(yīng)用.通過將代數(shù)式看作一個整體,我們可以更好地理解這個整體與已知量之間的關(guān)系,從而更加靈活地運(yùn)用各種代數(shù)技巧,如合并同類項(xiàng)、提取公因式、配方等,將復(fù)雜的代數(shù)式化簡為更加簡單的形式[2].這種思想可以大大簡化計(jì)算過程,提高解題效率.
利用整體化歸思想化簡代數(shù)式主要包含以下幾個步驟:首先,分析代數(shù)式結(jié)構(gòu),觀察代數(shù)式的特點(diǎn),將其分解成多個部分,并確定各部分之間的關(guān)系.其次,提取公因式或“已知條件整式”(已知條件中給出的整式,一般會給出該整式的具體值或代數(shù)值,如整式2x2+3y=5,或2x2+3y=a),將代數(shù)式中的公因式提取出來,以簡化代數(shù)式.然后通過變形和化簡,將代數(shù)式轉(zhuǎn)化為更加簡單和易于計(jì)算的形式,計(jì)算過程中可以通過各種代數(shù)技巧,如乘法分配律、結(jié)合律等來實(shí)現(xiàn)[3].最后,將代數(shù)式中的各項(xiàng)進(jìn)行運(yùn)算和化簡,得出化簡后的結(jié)果.
整體化歸思想在代數(shù)式的化簡中有著廣泛的應(yīng)用,它可以幫助學(xué)生更加靈活地運(yùn)用各種代數(shù)技巧,提高解題速度和準(zhǔn)確率.同時,這種思想也可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力,幫助他們更好地解決各種數(shù)學(xué)問題.
例1 提示“用整體思想解題:為了簡化問題,我們往往把一個式子看成一個數(shù)(整體).”試按提示解答下面問題.
(1)若代數(shù)式2x2+3y的值為-5,求代數(shù)式6x2+9y+8的值.
(2)已知A+B=3x2-5x+1,A-C=-2x+3x2-5,求當(dāng)x=2時B+C的值.
解析 (1)設(shè)m=2x2+3y=-5,所以6x2+9y+8=3m+8=3×(-5)+8=-7,即所求式的值為-7.
(2)由已知條件,可以進(jìn)行整體配湊B+C=(A+B)-(A-C).
代入已知條件得到3x2-5x+1--2x+3x2-5=-3x+6=-3×2+6=0,因此,當(dāng)x=2時,B+C=0.點(diǎn)評 整體化歸思想可以幫助學(xué)生將復(fù)雜的代數(shù)式或幾何問題簡化,從而更容易地找到問題的答案.本題難度略低,是一道培養(yǎng)整體思想在初中數(shù)學(xué)解題中應(yīng)用的題目.先給出整體化歸思想的條件,奠定解題思路,然后由易到難設(shè)計(jì)兩個題目進(jìn)行整體化歸思想的鍛煉.可根據(jù)已知條件直接進(jìn)行整式配湊,最后將整式具體值代入配湊好的部分進(jìn)行“整式消去”,從而得到最終答案.
2 解方程類問題
在解方程時,有時直接入手比較困難,這時可以使用整體化歸的思想.將方程的某部分看作一個整體,通過轉(zhuǎn)化和變形,便可以將這個整體用已知量表示出來.整體化歸的思想在解決方程問題時非常重要,通過將方程的解看作一個整體,我們可以更好地理解方程的解和已知量之間的關(guān)系[4].這種思想可以幫助我們更加靈活地運(yùn)用方程的變形和化簡方法,從而更容易找到方程的解.同時,整體化歸的思想也可以培養(yǎng)我們的數(shù)學(xué)思維和解決問題的能力,使我們能夠更好地應(yīng)對各種復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題.
例2 (1)解二元一次方程組5x-3y=163x-5y=0;
(2)現(xiàn)在你可以用哪些方法得到方程組5(x+y)-3(x-y)=163(x+y)-5(x-y)=0的解,并對這些方法進(jìn)行比較.
解析 第一問中:5x-3y=16 ①3x-5y=0
②,
①×3-②×5,得16y=48,解得y=3.把y=3代入②,得3x-5×3=0,解得x=5.因此方程組的解為x=5y=3.
第二問中:
方法一 把x+y,x-y分別看作兩個未知數(shù),由(1)的結(jié)論,可知此時原方程組與x+y=5x-y=3為同解方程組,解這個方程組,得x=4y=1.
在方法一中,通過利用第一問的結(jié)論,將x+y,x-y看作整體,使用整體化歸思想解題,大大簡化了計(jì)算過程.
方法二 5(x+y)-3(x-y)=16 ①3(x+y)-5(x-y)=0 ②,
得到①×3-②×5,得16(x-y)=48,因此x-y=3.把x-y=3代入②,得3(x+y)-5×3=0,解得x+y=5.之后同方法一,解方程組x+y=5x-y=3,得x=4y=1.
方法二同樣是利用整體化歸的思想,只是沒有結(jié)合第一問的結(jié)論.該方法較方法一稍顯復(fù)雜,但該方法是整體化歸思想的通用思想,可以推廣使用.
方法三 整理原方程組,
得2x+8y=16 ①-2x+8y=0 ②,
①+②,得16y=16,解得y=1.把y=1代入②,得-2x+8×1=0,解得x=4,故原方程組的解為x=4y=1.
方法三沒有用整體化歸的思想,在計(jì)算方面考查細(xì)致度,計(jì)算過程需要精確拆括號,變換正負(fù)號.
點(diǎn)評 本題考查了二元一次方程組的解法,解二元一次方程組的基本思想是消元,加減消元法和代入消元法是常用的方法.運(yùn)用整體思想,把第二問中的方程組轉(zhuǎn)化成第一問的方程組,簡化了計(jì)算.方法三沒有明顯地運(yùn)用整體化歸的思想,而是更注重于計(jì)算方面的考查.在具體操作中,需要精確地拆括號和變換正負(fù)號,這需要一定的細(xì)心和耐心.比較這三種解法,我們可以發(fā)現(xiàn)方法一最為簡單,方法二次之,而方法三則相對較為繁瑣.整體化歸思想在數(shù)學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用,它可以幫助我們將復(fù)雜的問題化整為零,將未知轉(zhuǎn)化為已知,從而使問題更易于解決.從這三種解法中,我們可以看出方法一和方法二都運(yùn)用了整體化歸的思想,將問題進(jìn)行了整體把握和轉(zhuǎn)化,從而使問題的解決更為簡潔和高效.因此,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,要注重培養(yǎng)自己的整體化歸思想,學(xué)會將問題進(jìn)行整體把握和轉(zhuǎn)化,從而更好地解決數(shù)學(xué)問題.同時,也需要注重計(jì)算的訓(xùn)練和提高,以更好地運(yùn)用整體化歸思想來解決數(shù)學(xué)問題.
例3 閱讀材料:善于思考的小軍在解方程組2x+5y=3 ①4x+11y=5 ②時,采用了一種“整體代換”的解法,將方程②變形為4x+10y+y=5,即22x+5y+y=5 ③,把方程①代入③得2×3+y=5,因此y=-1,把y=-1代入①得x=4,所以方程組的解為x=4y=-1.根據(jù)小軍的解法,請你解決以下問題:
問題一 模仿小軍的“整體代換”法解方程組3x-2y=5 ①9x-4y=19 ②
問題二
x,y滿足3x2-2xy+12y2=47 ①2x2+xy+8y2=36 ②,求整式x2+4y2+xy的值.
解析
問題一 3x-2y=5 ①9x-4y=19 ②,
由②變形為9x-6y+2y=19,得到3(3x-2y)+2y=19 ③,把①代入③得3×5+2y=19,所以y=2,把y=2代入①得x=3,所以方程組的解為x=3y=2.
問題二 3x2-2xy+12y2=47 ①2x2+xy+8y2=36 ②,由①得3x2+4y2=47+2xy,即x2+4y2=47+2xy3 ③,把③代入②得2×47+2xy3+xy=36,解得xy=2.令①-②,得x2-3xy+4y2=11.所以x2+xy+4y2=11+4xy,所以,把xy=2代入得x2+4y2+xy=11+8=19,即整式x2+4y2+xy的值為19.
點(diǎn)評 本題考查了整體化歸思想的應(yīng)用,這種方法在處理復(fù)雜問題時具有很大的優(yōu)勢,可以大大簡化計(jì)算過程,提高解題速度和正確率.對于問題一,由于已知條件和所求結(jié)果之間存在明顯的整體代入關(guān)系,因此只需要直接將所給的整體代入到結(jié)果中即可求出答案.對于問題二,需要先將原式進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼砗妥冃?,找出已知條件中的某些量的關(guān)系,并將它們分別代入到計(jì)算公式中.在進(jìn)行整體代入時,需要注意兩點(diǎn):首先,要認(rèn)真分析問題中各個量之間的關(guān)系,確定哪些量是相互獨(dú)立的,哪些量之間存在某種比例關(guān)系;其次,在將已知條件中的式子進(jìn)行“配湊”時,要盡可能地使代入后的式子保持對稱性或規(guī)律性,以便于計(jì)算和分析.因此,整體化歸思想在初中數(shù)學(xué)解題中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值,通過培養(yǎng)學(xué)生的整體化歸意識,可以提高學(xué)生的解題能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng).
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[責(zé)任編輯:李 璟]
收稿日期:2023-09-15
作者簡介:肖凡(1981.12-),女,福建省漳州人,本科,中學(xué)一級教師,從事初中數(shù)學(xué)教學(xué)研究.