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浅谈中学数学的整体代入策略

作者:陈召华 来源:神州·中旬刊

摘要:用整体代入法解题是数学的基本方法之一,运用整体的方法去分析问题与用一般的方法有所不同。用整体的观念去研究问题能够舍去琐碎的环节。因此整体代入方法显得简单、快捷,有其优越性。

關键词:聚零为整;避繁就简;整体代入

解数学题时,人们往往习惯于从问题的局部出发,将问题分解成若干个简单的子问题,然后再各个击破、分而治之.殊不知,这种“只见树木、不见森林”的思考方法,常常导致解题过程繁杂、运算量大,甚至半途而废.其实,有很多数学问题,如果我们有意识地放大考察问题的“视角”,往往能发现问题中隐含的某个“整体”,利用这个“整体”对问题实施调节与转化,常常能使问题快速获解.一般地,我们把这种从整体观点出发,通过研究问题的整体形式、整体结构、整体特征,从而对问题进行整体处理的解题思想方法,称为整体思想方法.整体思想方法是一种从全局入手,从大处着眼,聚零为整,纲举目张地去把握事物的共性联系或结构的思想方法,这种“聚零为整,一举击破”的思想方法,完全不同于分类讨论的“化整为零,各个击破”。我们在数学学习中,有时运用整体代入方法来分析问题和解决问题,会起到一种简洁的效果。整体代入求值,是指通过观察,把解题的注意力和着眼点放在问题的整体结构上,从而触及问题的本质,达到求值的目的,它是数学解题一个极其重要的策略,是提高解题速度的有效途径。

一、直接进行——整体代入

方法分析:把已知条件看作整体直接代入问题求值。

例1.如果a+b=5,那么= 。

分析:本题是直接代入求值的一个基本题型,a、b的值虽然都不知道,但我们发现已知式与要求式之间有某种联系,只要把式中的a+b的值代入到要求的式子中,即可得出结果。

解:略

例2.若x2-3x=6,则6x-2x2= .

分析:这两个看起来好象没有什么关系的式子,其实却存在着非常紧密的内在联系,要求式是已知式的相反数的2倍.我们可作简单的变形:由x2-3x=6,可得3x-x2=-6,两边再乘以2,即得6x-2x2=-12.

解:略

例3.已知,求代数式的值。

分析:由倒数的定义,我们可由得到,

于是=,然后将及 代入,即可求得代数式的值:。

解:略

二、改变问题——整体代入

方法分析:从问题入手,把问题转化成具有的已知条件再进行整体代入。

例1:2m-1=2,求3+4m的值。

分析:这道题有些让人不知所措,其实仔细观察要求式与已知式,是不难发现解决问题的方法的.由已知式2m-1=2,我们可以得到2m=3,而3+4m又可以看作是3+(22)m,它又可以转化为3+(2m)2,所以本题结果是12。

解:略

例2:已知a+b=-2,ab=3.求2(ab-3a)-3(2b-ab)的值。

分析:如果直接求出a、b再求解会比较繁锁。注意观察题目,我们可以发现问题中含有已知条件的形式。这里我们可以把问题进行转化,从而进行整体代入。

解:原式=2ab-6a-6b+3ab

=5ab-6(a+b)

=5×3-6×(-2)

=15+12

=27

三、改变条件——整体代入

方法分析:从条件入手,把条件转化成具有的问题形式再进行整体代入。

例1 已知x2-xy=-3, 2xy-y2=-8,求代数式2x2+4xy-3y2的值。

分析:本题中的x, y值显然不能求出,观察已知与未知中x2, y2的系数关系可知,需要对已知条件中的式子依照系数关系进行恰当的变形。

由x2-xy=-3得,2x2-2xy=-6①;由2xy-y2=-8得,6xy-3y2 =-24②。①+②得(2x2-2xy)+(6xy-3y2)=(-6)+(-24)=-30.即2x2+4xy-3y2=-30.

解:略

例2 已知x=-1,那么= 。

解:因为x=-1,得,所以x2+2x=2。

因此,原式=。

例3:设求的值。

分析:本题a、b的关系不够明朗,如果我们先把已知分式右边去分母,化为=5,即+=3。而且要求的代数式可以化为含有+的形式。

解:由条件,得=5,即+=3.

所以=-2=9-2=7。

四、综合应用

方法分析:以上三种方法不是孤立存在的,它们可以有机地结合在一起。通过观察、分析出条件与问题的关系、经过化简转化、再进行整体代入。

例1:用两种方法解答:已知m、n是关于x的方程x2+ (p-2)x+1=0的两个实数根,求代数式(m2+mp+1)·(n2+np+1)的值。

解:法一

=4。

法二 ∵m、n是关于x的方程的两个实数根,

∴m2+(p-2)m+1=0,即m2+mp+1=2m。同理,n2+np+1=2n。

∴(m2+mp+1)·(n2+np+1)=2m·2n= 4mn = 4。

同是整体代入,显然解法二较简便。

例2:,则的值。

分析:先将已知条件进行通分:,所以 =3 即3xy=x+y,

然后转化问题:=,最后进行整体代入:==9。

解:略

面对纷繁复杂的过程,有时不必考虑细节,而是将若干个过程视为整体,通盘考虑,定能化繁为简。运用整体代入的思想方法解题,要有强烈的整体意识,要认真分析问题的条件或结论的表达形式、内部结构特征,不拘泥于常规,不着眼于问题的各个组成部分,从整体上观察,从整体上分析,从整体结构及原有问题的改造、转化入手,寻找解题的途径。运用整体代入的思想方法解题,在思维方向上,既有正向的,又有逆向的;在思维形态上,既有集中的又有发散的,既有直观的,又有抽象的。由上可见,在中学数学中,强化整体思想观念,灵活选择方法进行整体代入,常常能帮助我们走出困境,走向成功。

参考文献:

[1]《中学数学研究》2005年02期

[2]《初中生辅导》2007年35期

[3]鲍曼《中学数学方法论》哈尔滨工业大学出版社 2002年6月

[4]项昭义《奥林匹克型一题多解》奥林匹克出版社 2001年1月

[5]黄希庭《心理学》上海教育出版社 2006年5月