分式求值中的整体思想
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分式求值的技巧点拨在分式运算中,常遇到求值问题,这类问题题型多样,技巧性强,若根据题目中分式的结构特点,采用适当方法,则可巧妙获解。
一、巧用配方法求值例1 已知01x 5x 2=+-求44x 1x +的值。
解:由0x 01x 5x 2≠=+-知,由此得5x 1x =+∴2)x1x (x 1x 22244-+=+ 5272]2)x1x [(22=--+= 说明:在求解有关分式中两数(或两式)的平方和问题时,可考虑用完全平方公式进行解答。
二、巧用因式分解法求值例2 先化简,再求值:1n mn )n m n mn n mn 2m n m (22222--+-+--。
其中231m -=,231n +=。
解:原式=1n mn ])n m )(n m ()n m (n )n m (n m [2--++--- n m mn 1n mn n m n 11n mn )n m n n m 1(--=-⋅--=----=∵23231m --=-=,23231n +-=+= ∴1)23)(23(mn -=+---=,4)23()23(n m -=+----=- ∴41n m mn -=--=原式 说明:因式分解法是一种重要的数学方法,解决很多数学问题都要用到它,尤其是在分式化简和分式的四则运算中运用较多。
因此,希望同学们对因式分解的各种方法熟练掌握。
三、巧用整体代入法求值例3 已知3b 1a 1=-,求bab 2a b 2ab 3a 2---+的值。
解:由3b1a 1=-变形得ab 3b a -=-,代入所求式得: 原式ab 2)b a (ab 3)b a (2--+-= 53ab 2ab 3ab3ab 6=--+-=说明:在解答给定条件下求分式的值这类问题时,需要把待求值的分式进行恒等变形,转化成能用已知条件表示的形式,再代入计算,或先把条件进行化简再采用上述方法求值。
四、巧设参数(辅助未知数)求值例4 已知实数x 、y 满足x:y=1:2,则=+-yx y x 3__________。
运用整体思想解分式问题某些分式问题,若从整体观念出发,运用整体思想去寻求解题途径,往往可得到简捷的解答。
下面举例说明。
一. 运用整体思想解分式计算题例1. 计算:x x x x x x x x x x x x 222222333257564543-+-++-+-+--+-+ 分析:显然通过通分计算,计算量很大。
整体观察可发现:①三个分子比其分母大1或大2;②三个分母都可以分解因式,且它们互有公因式。
故可逆用分式加减法法则及规律公式11111n n n n ()+=-+,将原分式分离变形。
解:原式=-++-++-++-+--++-+()()()x x x x x x x x x x x x 222222321325615643243=+--++------111211231213()()()()()()x x x x x x =+---++------+-112111*********x x x x x x =1二. 运用整体思想解条件求值题例2. 如果112x y +=,求323232x xy y x xy y++-+的值。
分析:由已知条件可知x y xy +=2,待求式中也含有x y +与xy ,因而可将x y xy +=2整体代入求解。
解: 1122x y x y xy+=∴+=, ∴+=x y xy 2∴原式=+++-=⨯+⨯-==322332222388()()x y xy x y xy xy xy xy xy xy xy三. 运用整体思想解分式方程例3. 解方程12123x x x-=--- 分析:本题可直接去分母,但从整体上考虑,移项合并更简捷。
解:原方程即为12123x x x -+--=- ∴--=-223x x ,即1=3 ∴原方程无解。
例5. 解方程x x x255520-+-= 解析:整体观察,方程中两项的和为0,且分母互为相反数,从而分子相等,即x =5。
四. 运用整体思想解应用题例6. 某一项工程,如果甲队单独做,正好在规定日期完成,乙队单独做,则比规定日期要多3天才完工。
《分式》中的数学思想方法分式当中涉及的数学思想方法主要常见的有:一、转化的思想分式学习的过程中,我们可以发现多次运用了转化的思想.如分式的除法转化为分式乘法;异分母分式的加减法转化为同分母分式的加减法;分式方程转化为整式方程,等等.例1化简:422222a a ba ab b--+÷22a abb+×2ba分析将除法转化为乘法,同时对多项式进行因式分解后再约分.解422222a a ba ab b--+÷22a abb+·2ba=()()()22a ba ab a b-+-×()2ba a b+×2ba=bab-4二、整体思想在解答分式题中,适当运用整体思想,会使问题巧妙解决.分式化简求值中经常运用整体代换法——整体代换是指在解决某些问题时,把一些组合式子视作一个“整体”,并把这个“整体”直接代入另一个式子,从而可避免局部运算的麻烦和困难.有些问题,从表面上看需要局部求出各有关量,但实质上若从整体上把握这些量之间的关系,则思路更为明朗,解法更为巧妙.例2先化简,再求值:12aa-+×22421aa a--+÷211a-,其中a满足a2-a=0分析从表面看本题是一道常规的化简求值题,其常规解法就是先化简所给的式子,然后求出a的取值,最后,代入求值即可.但当我们将所给式子进行化简后,发现有“a2-a”这样一个整体,此时就可以不求a的值而进行整体代入即可.解12aa-+×22421aa a--+÷211a-=12aa-+×2(2)(2)(1)a aa+--×(1)(1)1a a+-=(a-2)(a+1)=a2-a-2所以,当a2-a=0时,原式=0-2=-2三、数学建模思想在分式运算及解决实际问题时,首先要构建一个简单的数学模型,通过模型去解决实际问题.经历“实际问题——分式方程模型——求解——解释解的合理性”的“数学化”过程,体会分式方程模型的思想.例3四川5.12特大地震受灾地区急需大量赈灾帐篷,某帐篷生产企业接到生产任务后,加大生产投入、提高生产效率,实际每天生产帐篷比原计划多200顶,已知现在生产3000顶帐篷所用的时间与原计划生产2000顶的时间相同.现在该企业每天能生产多少顶帐篷?分析:和列一元一次方程解应用题一样,寻找等量关系.抓住关键句:①实际每天生产帐篷比原计划多200顶;②现在生产3000顶帐篷所用的时间与原计划生产2000顶的时间相同.解:设现在该企业每天能生产x顶帐篷,则原计划每天生产(200x-)顶帐篷.由题意,得:30002000200x x =-. 解得600x =.经检验:600x =是原方程的解.∴原方程的解是600x =.答:现在该企业每天能生产600顶帐篷.。
专题03 整体代入法【规律总结】整体代入法,在求代数式值中应用求代数式的值最常用的方法,即把字母所表示的数值直接代入,计算求值。
有时给出的条件不是字母的具体值,就需要先进行化简,求出字母的值,但有时很难求出字母的值或者根本就求不出字母的值,根据题目特点,将一个代数式的值整体代入,求值时方便又快捷,这种整体代入的技法经常用到。
【典例分析】例1、在矩形ABCD内,将两张边长分别为a和b(a>b)的正方形纸片按图1,图2两种方式放置(图1,图2中两张正方形纸片均有部分重叠),矩形中未被这两张正方形纸片覆盖的部分用阴影表示,设图1中阴影部分的面积为S1,图2中阴影部分的面积为S2.当AD−AB=2时,S2−S1的值为()A. 2aB. 2bC. 2a−2bD. −2b【答案】B【解析】解:S1=(AB−a)⋅a+(CD−b)(AD−a)=(AB−a)⋅a+(AB−b)(AD−a),S2=AB(AD−a)+(a−b)(AB−a),∴S2−S1=AB(AD−a)+(a−b)(AB−a)−(AB−a)⋅a−(AB−b)(AD−a)=(AD−a)(AB−AB+b)+(AB−a)(a−b−a)=b⋅AD−ab−b⋅AB+ab=b(AD−AB)=2b.故选:B.利用面积的和差分别表示出S1和S2,然后利用整式的混合运算计算它们的差.本题考查了整式的混合运算:“整体”思想在整式运算中较为常见,适时采用整体思想可使问题简单化,并且迅速地解决相关问题,此时应注意被看做整体的代数式通常要用括号括起来.也考查了正方形的性质.例2、若m是方程2x2−3x−1=0的一个根,则6m2−9m+2015的值为______.【答案】2018【解析】解:由题意可知:2m2−3m−1=0,∴2m2−3m=1∴原式=3(2m2−3m)+2015=2018故答案为:2018根据一元二次方程的解的定义即可求出答案.本题考查一元二次方程的解,解题的关键是正确理解一元二次方程的解的定义,本题属于基础题型.例3、解下列各题:(1)若n满足(n−2023)(2021−n)=−6,求(n−2023)2+(2021−n)2的值.(2)已知:m2=n+2,n2=m+2(m≠n),求:m3−2mn+n3的值.【答案】解:(1)∵(n−2023)(2021−n)=−6,∴原式=(n−2023+2021−n)2−2(n−2023)(2021−n)=(−2)2−2×(−6)=4+12=16;(2)∵m2=n+2①,n2=m+2(m≠n)②,∴m2−n=2,n2−m=2,∵m≠n,∴m−n≠0,∴①−②得m2−n2=n−m∴(m−n)(m+n)=−(m−n),∵m−n≠0,∴m+n=−1∴原式=m3−mn−mn+n3=m(m2−n)+n(n2−m)=2m +2n=2(m +n)=2×(−1)=−2.【解析】本题主要考查的是代数式求值,完全平方公式,运用了整体代入法的有关知识.(1)将给出的代数式进行变形为(n −2023+2021−n)2−2(n −2023)(2021−n),然后整体代入求值即可;(2)先根据m 2=n +2,n 2=m +2(m ≠n),求出m +n =−1,然后将给出的代数式进行变形,最后整体代入求解即可.【好题演练】一、选择题1. 已知a +b =12,则代数式2a +2b −3的值是( ) A. 2B. −2C. −4D. −312 【答案】B 【解析】解:∵2a +2b −3=2(a +b)−3,∴将a +b =12代入得:2×12−3=−2故选:B .注意到2a +2b −3只需变形得2(a +b)−3,再将a +b =12,整体代入即可此题考查代数式求值的整体代入,只需通过因式解进行变形,再整体代入即可.2. 若α、β为方程2x 2−5x −1=0的两个实数根,则2α2+3αβ+5β的值为( ) A. −13B. 12C. 14D. 15【答案】B【解析】【分析】 本题考查了根与系数的关系:若x 1,x 2是一元二次方程ax 2+bx +c =0(a ≠0)的两根时,x 1+x 2=−b a,x 1x 2=c a .也考查了一元二次方程解的定义. 根据一元二次方程解的定义得到2α2−5α−1=0,即2α2=5α+1,则2α2+3αβ+5β可表示为5(α+β)+3αβ+1,再根据根与系数的关系得到α+β=52,αβ=−12,然后利用整体代入的方法计算.【解答】解:∵α为2x 2−5x −1=0的实数根,∴2α2−5α−1=0,即2α2=5α+1,∴2α2+3αβ+5β=5α+1+3αβ+5β=5(α+β)+3αβ+1,∵α、β为方程2x 2−5x −1=0的两个实数根,∴α+β=52,αβ=−12,∴2α2+3αβ+5β=5×52+3×(−12)+1=12. 故选B .3. 如果a 2+2a −1=0,那么代数式(a −4a ).a 2a−2的值是( )A. −3B. −1C. 1D. 3【答案】C【解析】【分析】 本题考查分式的化简求值,解答本题的关键是明确分式化简求值的方法.根据分式的减法和乘法可以化简题目中的式子,然后根据a 2+2a −1=0,可以得到a 2+2a =1,从而可以求得所求式子的值.【解答】解:(a −4a )⋅a 2a−2=a 2−4a ⋅a 2a−2=(a+2)(a−2)a ⋅a 2a−2=a 2+2a ,由a 2+2a −1=0得a 2+2a =1,故原式=1.故选C .4.已知1x −1y=3,则代数式2x+3xy−2yx−xy−y的值是()A. −72B. −112C. 92D. 34【答案】D【解析】解:∵1x−1y=3,∴y−xxy=3,∴x−y=−3xy,则原式=2(x−y)+3xy(x−y)−xy=−6xy+3xy−3xy−xy=−3xy−4xy=34,故选:D.由1x −1y=3得出y−xxy=3,即x−y=−3xy,整体代入原式=2(x−y)+3xy(x−y)−xy,计算可得.本题主要考查分式的加减法,解题的关键是掌握分式加减运算法则和整体代入思想的运用.5.已知x1,x2是方程x2−3x−2=0的两根,则x12+x22的值为()A. 5B. 10C. 11D. 13【答案】D【解析】【分析】本题考查了完全平方公式以及根与系数的关系:若x1,x2是一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根时,x1+x2=−ba ,x1x2=ca,利用根与系数的关系得到x1+x2=3,x1x2=−2,再利用完全平方公式得到x12+x22=(x1+x2)2−2x1x2,然后利用整体代入的方法计算.【解答】解:根据题意得x1+x2=3,x1x2=−2,所以x12+x22=(x1+x2)2−2x1x2=32−2×(−2)=13.故选:D.6.小慧去花店购买鲜花,若买5支玫瑰和3支百合,则她所带的钱还剩下10元;若买3支玫瑰和5支百合,则她所带的钱还缺4元.若只买8支玫瑰,则她所带的钱还剩下()A. 31元B. 30元C. 25元D. 19元【答案】A【解析】【分析】本题考查了二元一次方程的应用,找准等量关系,正确列出二元一次方程是解题的关键.设每支玫瑰x元,每支百合y元,根据总价=单价×数量结合小慧带的钱数不变,可得出关于x,y的二元一次方程,整理后可得出y=x+7,再将其代入5x+3y+10−8x中即可求出结论.【解答】解:设每支玫瑰x元,每支百合y元,依题意,得:5x+3y+10=3x+5y−4,∴y=x+7,∴5x+3y+10−8x=5x+3(x+7)+10−8x=31.故选A.二、填空题7.已知ab=a+b+1,则(a−1)(b−1)=______.【答案】2【解析】【分析】本题考查多项式乘多项式,解题的关键是掌握多项式乘多项式的运算法则及整体代入思想的运用,属于基础题.将ab=a+b+1代入原式=ab−a−b+1,合并即可得.【解答】解:当ab=a+b+1时,原式=ab−a−b+1=a+b+1−a−b+1=2,故答案为:2.8.将抛物线y=ax2+bx−1向上平移3个单位长度后,经过点(−2,5),则8a−4b−11的值是______.【答案】−5【解析】解:将抛物线y=ax2+bx−1向上平移3个单位长度后,表达式为:y=ax2+bx+2,∵经过点(−2,5),代入得:4a−2b=3,则8a−4b−11=2(4a−2b)−11=2×3−11=−5,故答案为:−5.根据二次函数的平移得出平移后的表达式,再将点(−2,5)代入,得到4a−2b=3,最后将8a−4b−11变形求值即可.本题考查了二次函数的平移,二次函数图象上点的坐标特征,解题的关键是得出平移后的表达式.9.若a+b=1,则a2−b2+2b−2=______.【答案】−1【解析】解:∵a+b=1,∴a2−b2+2b−2=(a+b)(a−b)+2b−2=a−b+2b−2=a+b−2=1−2=−1.故答案为:−1.由于a+b=1,将a2−b2+2b−2变形为a+b的形式,整体代入计算即可求解.本题考查了平方差公式,注意整体思想的应用.10.若实数x满足x2−2x−1=0,则2x3−7x2+4x−2017=______.【答案】−2020【解析】【分析】把−7x2分解成−4x2与−3x2相加,然后把所求代数式整理成用x2−2x表示的形式,然后代入数据计算求解即可.本题考查了提公因式法分解因式,利用因式分解整理出已知条件的形式是解题的关键,整体代入思想的利用比较重要.【解答】解:∵x2−2x−1=0,∴x2−2x=1,2x3−7x2+4x−2017=2x3−4x2−3x2+4x−2017,=2x(x2−2x)−3x2+4x−2017,=6x−3x2−2017,=−3(x2−2x)−2017=−3−2017=−2020,故答案为−2020.11.已知|x−y+2|+√x+y−2=0,则x2−y2的值为________.【答案】−4【解析】【分析】本题考查了非负数的性质,解题关键是掌握几个非负数的和等于0,那么这几个非负数都等于0.由非负数的性质得出x、y的值,再代入所求代数式求解即可.【解答】解:∵|x−y+2|+√x+y−2=0,∴x−y+2=0,x+y−2=0,即x−y=−2,x+y=2,∴x 2−y 2=(x +y)(x −y)=2×(−2)=−4,故答案为−4.12. 已知m +n =3mn ,则1m +1n 的值为______.【答案】3【解析】【试题解析】【分析】本题考查了分式的化简求值,利用通分将原式变形为m+n mn 是解题的关键.原式通分后可得出m+n mn ,代入m +n =3mn 即可求出结论.【解答】解:原式=1m +1n =m+n mn ,又∵m +n =3mn ,∴原式=m+n mn =3.故答案为:3.三、解答题13. 已知x =√2+1,y =√2−1,分别求下列代数式的值;(1)x 2+y 2;(2)y x +x y .【答案】解:(1)∵x =2+1=√2−1,y =2−1=√2+1,∴x −y =−2,xy =2−1=1,∴x 2+y 2=(x −y)2+2xy =(−2)2+2×1=6;(2)∵x 2+y 2=6,xy =1,∴原式=x 2+y 2xy =61=6.【解析】本题考查二次根式的化简求值,分母有理化,解题的关键是运用完全平方公式以及整体思想,本题属于基础题型.(1)先将x 、y 进行分母有理化,得到x =√2−1,y =√2+1,再求出x −y 与xy 的值,然后根据完全平方公式得出x 2+y 2=(x −y)2+2xy ,再整体代入即可;(2)将所求式子变形为x 2+y 2xy ,再整体代入即可.14. 阅读材料,然后解方程组.材料:解方程组{x −y −1=0, ①4(x −y)−y =5. ②由①得x −y③,把③代入②,得4×1−y =5.解得y =−1.把y =−1代入③,得x =0.∴{x =0y =−1这种方法称为“整体代入法”.你若留心观察,有很多方程组可采用此方法解答,请用这种方法解方程组{2x −3y −2=0,①2x−3y+57+2y =9.②. 【答案】解:由①得:2x −3y =2③,将③代入②得:1+2y =9,即y =4,将y =4代入③得:x =7,则方程组的解为{x =7y =4.【解析】由第一个方程求出2x −3y 的值,代入第二个方程求出y 的值,进而求出x 的值,即可确定出方程组的解.此题考查了解二元一次方程组,利用了消元的思想,消元的方法有:代入消元法与加减消元法.15. 阅读材料,善于思考的小军在解方程组{2x +5y =3①4x +11y =5②时,采用了一种“整体代换”的解法:解:将方程②变形:4x +10y +y =5即2(2x +5y)+y =5③把方程①代入③得2×3+y =5∴y =−1把y =−1代入①得x =4∴方程组的解为{x =4y =−1请你解决以下问题:(1)模仿小军的“整体代换”法解方程组{3x −2y =5 ①9x −4y =19② (2)已知x 、y 满足方程组{5x 2−2xy +20y 2=822x 2−xy +8y 2=32,求x 2+4y 2的值; 【答案】解:(1)由②得:3x +6x −4y =19,即3x +2(3x −2y)=19③,把①代入③得:3x +10=19,即x =3,把x =3代入①得:y =2,则方程组的解为{x =3y =2; (2)由5x 2−2xy +20y 2=82得:5(x 2+4y 2)−2xy =82,即x 2+4y 2=82+2xy 5, 由2x 2−xy +8y 2=32得:2(x 2+4y 2)−xy =32,即2×82+2xy 5−xy =32, 整理得:xy =4,∴x 2+4y 2=82+2xy 5=82+85=18.【解析】此题考查了解二元一次方程组,弄清阅读材料中的“整体代入”方法是解本题的关键.(1)模仿小军的“整体代换”法,求出方程组的解即可;(2)方程组第一个方程变形表示出x 2+4y 2,第二个方程变形后代入求出xy 的值,进而求出x 2+4y 2的值.16. (1)已知x 3⋅x a ⋅x 2a+1=x 31求a 的值;(2)若n 为正整数,且x 2n =4,求(3x 3n )2−4⋅(x 2)2n 的值。
分式中的数学思想方法点击安徽 李庆社数学思想是数学知识的精髓,在解题时如能恰当地运用它,则能顺利解决许多数学问题,请看分式中的数学思想。
一.整体思想例1. 已知114x y -=,求x xy y x xy y--+-2272的值。
分析:将114x y-=变形为x y xy -=-4,然后整体代入求值。
解:∵114x y-= ∴-=-=---+=---+=--=x y xyx y xy x y xy xy xy xy xyxy xy4227428766∴原式()() 点拨:将已知条件和所求分式作适当的恒等变形,然后利用整体思想求值,方便、简捷!二. 转化思想转化思想是数学中一种比较常见的重要思想方法,运用这种思想能更好地分析、解决问题.1.分式有、无意义或分式值为零时的转化例2.1.当x_____时,分式354-+x x 有意义. 2.当x_____时,分式7215--x x 无意义. 3.当x_____时,分式5332-+x x 的值为零. 分析:此三道题是将有关分式的问题转化成方程的问题来解决.第1题,如果分式有意义,则分母不为零,可先列方程x-3=0,解得x=3, 所以当分式有意义时,则x≠3;第2题,当分式无意义时,则分母为零,即2x-7=0,解得x=27;第3题,当x 的值为0时,则分母等于零,即2x+3=0,所以x=23- 2.异分母分式相加减时的转化例3.计算44212-++m m 的值 分析:异分母的分式相加减时,通过通分转化成同分母的分式再进行相加减. 解:原式=)2)(2(421-+++m m m =)2)(2(4)2)(2(2-++-+-m m m m m =)2)(2(42-++-m m m =)2)(2(2-++m m m . 3.分式的除法的转化例4 :计算ab b a abb a b a 2222)(-÷+-的值 分析:分式除以分式时,把除式的分子、分母颠倒位置后,与被除式相乘,从而转化成分式的乘法.解:原式=))(()1()(2b a b a ab a ab b a -+⨯+-=))(1(b a a b a ++-. 三.类比思想例5. 看看下面一类分式方程的解的规律:∵,∴,∵,∴,……x x x x x x x x +=+==+=+==232332324244241212 (1)若x x a a+=+22,猜想x 1=_____________,x 2=_____________。
分式求值中的一些解题技巧一、本章知识框架图建立本章知识框架图,形成本章知识体系:二、分式的基本知识点回顾1、分式的定义:一般地,如果A 、B 表示两个 ,并且 中含有字母,那么代数式 叫做分式。
注意分式中字母代表什么数或者式子是有条件的:.0 .⎧⎨⎩分式有意义的条件:分式为的条件:2、分式的基本性质:分式的 都乘以(或除以) . 式子:MB A B A B M A B A ÷÷=⋅⋅=)(,) ((其中,M 是 ) 3、分式的运算 Ⅰ、乘法 :分式乘分式, 做积的分子, 做积的分母. Ⅱ、除法:分式除以分式,把分式的 颠倒位置后再与被除式 .Ⅲ、加减:⎩⎨⎧. , . , 后先异分母的分式相加减:分子分母同分母的分式相加减:路曼曼其修远兮,吾将上下而求索专题 典例引路—分式运算的常用技巧分式运算的一般方法就是按分式运算法则和运算顺序进行运算。
但对某些较复杂的题目,使用一般方法有时计算量太大,导致出错,有时甚至算不出来,这节课我们来学习运用数学思想和方法技巧来对分式进行运算。
1、整体例1 计算(1)242++-a a (2)1132+--+x x x x观察归纳丰富的问题情景分式的概念分式方程的概念分式方程的解法 分式方程的应用分式的基本性质通分约分分式的运算分式的乘除法分式的加减法 分式的混合运算 分式的化简求值例2 .3353,511)1(的值求若yxy x yxy x y x ---+=-.111,1)2(的值求已知++++++++=c ac cb bc b a ab a abc.3515x 5,411x )3(224242的值求如果xx x x +-=++整体思想就是考虑数学问题时,不是着眼于它的局部特征,而是把注意和着眼点放在问题的整体结构上,通过对其全面深刻的观察,从宏观整体上认识问题的实质,把一些彼此独立但实质上又相互紧密联系着的量作为整体来处理的思想方法。
整体思想在处理数学问题时,有广泛的应用。
分式中的数学思想及方法作者:贾芸芸来源:《初中生世界·八年级》2015年第06期数学思想是数学中的“软件”,若能正确地把握它,并把它落实到学习和应用数学的活动中,就相当于找到了打开智慧之门的钥匙,对开发智力,学会学习并形成正确的价值观具有十分重要的作用. 分式一章中蕴藏了大量的数学思想方法,如数形结合思想、分类讨论思想、化归转化思想、整体思想、类比思想、方程思想、辩证思想等;常用的方法有:分类法、类比法、待定系数法、消元法、配方法、换元法、图像法、观察法、验证法、列表法、构造法、综合法等. 下面就“分式”一章中所体现的数学思想方法作简单回顾.一、类比思想类比是指在不同的对象之间,根据它们某些方面的相似之处进行比较,通过联想和预测推出在其他方面也可以相似,从而去建立猜想和发现规律的方法. 通过类比可以发现新旧知识的异同点,利用已有知识来研究新知识. 分式这一章中,类比思想一直贯穿始终,分式的概念,分式的基本性质,分式的通分、约分、最简分式,分式加减、乘除、乘方运算及混合运算,都是直接通过与分数类比,通过实例,观察异同点,总结归纳出来的. 分式方程的解法及应用也可以类比一元一次方程.二、转化思想转化是一种重要的数学思想,应用非常广泛. 转化思想是将陌生的或不易解决的问题,设法通过某种手段转化为我们熟悉的或已经解决的或易于解决的问题,从而使原问题获得解决的一种思想方法. 这样不但有利于培养创新思维能力,同时也降低了对新知识理解的难度,一举多得.本章很多地方都体现了转化思想. 如异分母分式加减法转化为同分母分式的加减法;分式除法转化为分式乘法;分式方程转化为整式方程.1. 分式有无意义或分式值为零时的转化例1 (1)(2014·广西贺州)分式有意义,则x的取值范围是_______.(2)(2014·毕节)若分式的值为零,则x的值为_______.(3)(2013·钦州)当x=_______时,分式无意义.【分析】这三道题是将有关分式问题转化成方程的问题来解决. 第(1)题,如果分式有意义,则分母不为零,可先列方程x-1=0,解得x=1,所以当x≠1时分式有意义;第(2)题当分式的值为0时,则分子等于0且分母不等于0,解得x=-1. 所以当x=-1时的值为0;第(3)题,当分式无意义时,则分母为0,即x-2=0,解得x=2.2. 异分母分式加减时的转化例2 (2014·广西玉林)先化简,再求值:-,其中x=-1.【分析】异分母分式相加减时,通过通分转化成同分母分式再进行加减.解:原式=-==,当x=-1时,原式==.3. 分式的除法的转化例3 (2014·江苏扬州)化简:-÷.【分析】分式除以分式时,把除式的分子分母颠倒位置后,与被除式相乘,从而转化为分式的乘法.解:原式=-·=-=.4. 分式方程的转化例4 (2014·山东聊城)解方程:+=-1.【分析】解分式方程的基本思想是转化,即把分式方程的分母去掉,使分式方程转化成整式方程,就可用解整式方程的方法来求解,所以在学习过程中要树立“转化”的数学思想. 解分式方程一定要注意验根. 分式方程去分母转化为整式方程,求出整式方程的解得到x的值,经检验即可得到分式方程的解.解:去分母得:-(x+2)2+16=4-x2 (这一步就是转化思想的具体应用),去括号得:-x2-4x-4+16=4-x2,解得:x=2,经检验x=2是增根,原方程无解.三、数学方法和数学建模思想本章的数学方法有分解因式、通分、约分、去分母等等. 在运用数学知识解决实际问题时,首先要构建一个简单的数学模型,然后通过数学模型去解决实际问题. 分式方程就是一个重要的模型. 经历“实际问题——分式方程模型——求解——解释解的合理性”的数学化过程,体会分式方程的建模思想,对培养利用方程模型解决实际问题具有重要意义.例5 (2014·云南)“母亲节”前夕,某商店根据市场调查,用3 000元购进第一批盒装花,上市后很快售完,接着又用5 000元购进第二批这种盒装花. 已知第二批所购花的盒数是第一批所购花盒数的2倍,且每盒花的进价比第一批的进价少5元. 求第一批盒装花每盒的进价是多少元?【分析】设第一批盒装花的进价是x元/盒,则第一批进的数量是,第二批进的数量是,再根据等量关系“第二批进的数量=第一批进的数量×2”可得方程.解:设第一批盒装花的进价是x元/盒,则2×=,解得x=30.经检验,x=30是原方程的根.答:第一批盒装花每盒的进价是30元.【点评】本题考查了分式方程的应用. 注意,分式方程需要验根,这是易错的地方.四、整体思想整体思想就是对问题一一求解比较困难时,把注意力和着眼点放在要解决的问题的整体结构上,认真分析题意,从全局出发,通过研究问题的整体形式、整体结构或作整体处理,使问题得到简洁巧妙解答的一种方法.例6 (2014·江苏泰州)先化简,再求值:1-÷-,其中x满足x2-x-1=0.【分析】化简原式可以得到,要求的值,则要求出x的值,可现阶段又没有学过如何解这个方程,那怎么办呢?联想整体思想,看看条件,易得x2=x+1,即将x+1看作一个整体,代入求值即可.解:原式=·-=·-=x-=.∵x2-x-1=0,∴x2=x+1,则原式=1.例7 (2014·山东济宁)已知x+y=xy,求代数式+-(1-x)(1-y)的值.【分析】考点:分式的化简求值. 首先将所求代数式展开化简,然后整体代入即可求值.解:∵x+y=xy,∴+-(1-x)(1-y)=-(1-x-y+xy)=-1+x+y-xy=1-1+0=0.【点评】在思考数学问题时,不能只着眼于它的局部特征,而整体思想是把联系紧密的几个量作为一个整体来进行运算的数学思想,运用这种思想可以将复杂问题简单化,达到简捷解题、出奇制胜的效果. 一般地,运用整体思想的方法有整体代换、整体设元、整体变形、整体补形、整体配凑和整体构造等.五、分类讨论思想分类讨论思想是在对一个复杂问题出现的情况进行全面分析思考的基础上,将其转化为几个简单的子问题,进而在既不重复也不遗漏的情况下处理和解决问题的思想方法.例8 若分式的值为负数,试确定x的取值范围.【分析】分式的值为负数,即分式的分子2-x与分母1+x的符号相反.解:∵0,1+x1+x>0.解得xx2,x>-1. ∴x2,【分析】对于不确定因素的问题,我们需要分类进行讨论,本题中不能直接确定分子分母的符号,我们就应该分类讨论,分类讨论时要不重复也不遗漏.数学思想方法是形成数学能力、数学意识的桥梁,是灵活运用数学知识、技能的关键. 只有掌握数学思想方法,才能真正领悟到数学的真谛,解题才能得心应手.跟踪练习1. (2014·江苏泰州)已知a2+3ab+b2=0(a≠0,b≠0),则代数式+的值等于_____.2. (2014·四川凉山)先化简,再求值:÷a+2-,其中a2+3a-1=0.3. (2014·新疆)解分式方程:+=1.参考答案1. -3.2. 解:原式=÷=·=,当a2+3a-1=0,即a2+3a=1时,原式=.3. 解:方程两边都乘(x+3)(x-3),得3+x(x+3)=x2-9,3+x2+3x=x2-9,3x=-12,解得x=-4.检验:把x=-4代入(x+3)(x-3)≠0,∴x=-4是原分式方程的解.(作者单位:江苏省淮安外国语学校)。
初中数学解题中整体思想的应用策略汤永梅(江苏省灌云县中学生社会实践基地ꎬ江苏连云港222200)摘㊀要:新课程改革背景下ꎬ在初中数学教学中ꎬ教师应注重数学思想的渗透.整体思想是一种重要的数学思想方法ꎬ它是从整体的角度ꎬ将某个式子或者图形看作整体ꎬ根据已知条件与问题之间的联系ꎬ有意识地从整体角度解决问题.文章结合例题ꎬ探究整体思想在初中数学解题中的应用ꎬ希望为教师提供参考.关键词:整体思想ꎻ初中数学解题ꎻ应用策略中图分类号:G632㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2023)35-0059-03收稿日期:2023-09-15作者简介:汤永梅(1977.9-)ꎬ女ꎬ江苏省灌云人ꎬ本科ꎬ中学一级教师ꎬ从事初中数学教学研究.㊀㊀初中数学教学中ꎬ常见的数学思想比较多ꎬ整体思想是其中重要的思想之一ꎬ在解题中被广泛地使用ꎬ对解决数学问题有着重要的作用.整体思想是通过对问题进行整体处理来解决问题的方法ꎬ其形式比较多ꎬ如整体代换㊁整体变形㊁整体设元等.借助整体思想ꎬ对问题进行深入分析ꎬ化繁为简ꎬ有效解决数学问题[1].1利用整体思想ꎬ解决代数式求值问题代数式求值问题是中考中的常见题型ꎬ一般来说ꎬ学生通常采取逐一求解ꎬ之后代入解题ꎬ这样的解题方式计算量比较大ꎬ而且很容易因为过程繁琐出现错误.因此ꎬ教师可以引导学生利用整体思想ꎬ结合问题的条件或者结论ꎬ将其看作一个整体ꎬ通过等价代换的方式ꎬ深入分析问题ꎬ化繁为简ꎬ完成解题[2].1.1整体求解例1㊀若a=4+3ꎬb=4-3ꎬ求aa-ab-ba+b的值.分析㊀此题在解答时ꎬ如果直接代入a㊁b的值ꎬ计算过程比较繁琐.如果能够对目标式进行变换㊁化简ꎬ将a㊁b两式相加或者相减ꎬ可以得到a+b和a-b的数值ꎬ之后整体代入化简后的目标式中ꎬ求解出代数式的值.解㊀ȵa=4+3ꎬʑa+b=8ꎬa-b=23ꎬ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2㊀已知1m-1n=3ꎬ试求解3m+4mn-3nm-2mn-n的值.分析㊀此题如果从条件入手ꎬ不能逐一求解m㊁n的值.观察未知式ꎬ其与已知条件的联系不明显ꎬ因此ꎬ可以对未知式进行整理ꎬ构造成1m-1n的形式ꎬ整体代入求解.解㊀ȵ1m-1n=3ꎬʑn-mmn=3ꎬ即n-m=3mnꎬ95ʑm-n=-3mnʑ原式3m+4mn-3nm-2mn-n=3(m-n)+4mn(m-n)-2mn=3ˑ(-3mn)+4mn-3mn-2mn=-5mn-5mn=1.1.3降次求解例3㊀已知x满足x2-x-1=0ꎬ求解代数式-x3+2x2+2014的值.分析㊀对于此类求值问题ꎬ学生通常是先求解一元二次方程ꎬ不仅过程比较复杂ꎬ而且求解的根是无理数ꎬ代入所求代数式ꎬ由于代数式最高次是3次ꎬ求解难度比较大.因此ꎬ可以采取整体思想求解ꎬ对所求代数式进行转化ꎬ根据已知变形代入ꎬ完成求解.解㊀ȵx2-x-1=0ꎬʑx2-x=1ꎬȵ-x3+2x2+2014=-x(x2-x)+x2+2014=x2-x+2014=2015.2借助整体思想ꎬ解决方程及不等式问题在初中数学解题中ꎬ部分方程问题和不等式问题比较复杂ꎬ面对这些问题ꎬ学生常常会无从下手.因此ꎬ教师可以结合题目结构特点ꎬ引导学生利用整体思想ꎬ明确问题解题思路ꎬ有效简化解题过程ꎬ强化学生数学解题思维[3].2.1解答方程(组)例4㊀在实数范围内解方程:2x2+3x-4=52x2+3x.分析㊀在解此类方程问题时ꎬ不少学生会按照常规方式解题ꎬ先去分母ꎬ之后求解.这样的解题方式出现的最高次是4次ꎬ解题的难度比较大.因此ꎬ可以采取整体思想进行解题ꎬ通过对方程进行观察ꎬ利用整体换元的方式ꎬ将分式方程转化为整式方程解题.解㊀设y=2x2+3xꎬʑ方程2x2+3x-4=52x2+3x可以转化为y-4=5yꎬ即y2-4y-5=0ꎬ解得y=5或y=-1ꎬ当y=5时ꎬ2x2+3x=5ꎬ解得x1=-52ꎬx2=1.当y=-1时ꎬ2x2+3x=-1ꎬ解得x3=-12ꎬx4=-1.例5㊀如果关于x㊁y的二元一次方程组3x-my=52x+ny=6{的解是x=1y=2{ꎬ求解关于a㊁b的方程组3(a+b)-m(a-b)=52(a+b)+n(a-b)=6{的解.分析㊀在此题解答时ꎬ如果将x㊁y的值代入原方程ꎬ得出m㊁n的值ꎬ之后代入到第二个方程中求解a㊁b的值ꎬ解题过程比较繁琐ꎬ很容易出现解题错误.因此ꎬ通过对第二个方程进行观察分析ꎬ未知项的系数与原方程的相同ꎬ因此ꎬ可以将a+b㊁a-b各看作整体ꎬ它们的值与x㊁y相同ꎬ可以快速得出a㊁b的值.解㊀根据题意得出a+b=1a-b=2{ꎬ解得a=32b=-12ìîíïïïï.2.2解不等式(组)例6㊀已知x+2y=4k+12x+y=k+2{ꎬ且0<x+y<3ꎬ求k的取值范围.分析㊀此题解题时ꎬ如果直接求解方程组ꎬ之后代入不等式ꎬ求解k的取值范围ꎬ从理论上来说是可行的ꎬ但是这样的解题过程非常麻烦ꎬ难度非常大.因此ꎬ可以将题目中x+y看作一个整体ꎬ对方程组进行整理ꎬ再进行分析求解ꎬ解题过程比较简单容易.解㊀根据题意x+2y=4k+1 ①2x+y=k+2 ②{ꎬ将①+②得出3x+3y=5k+3ꎬ即x+y=53k+1ꎬȵ0<x+y<3ꎬʑ0<53k+1<3ꎬ解得-35<k<65.3利用整体思想ꎬ解答图形与几何问题图形与几何问题是初中数学解题中的重要题06型ꎬ对于一些问题ꎬ采取常规方式很难解答.因此ꎬ教师可以引导学生观察整体结构特点ꎬ从整体角度分析问题ꎬ化繁为简ꎬ帮助学生快速找出解题思路ꎬ提高学生解题效率[4].3.1求解图形面积例7㊀如图1所示ꎬ在RtәABC中ꎬøC=90ʎꎬAC=4ꎬBC=2ꎬ分别以AC㊁BC作为直径画半圆ꎬ求解图中阴影部分的图形面积.(结果保留π)图1㊀例7题图分析㊀此题如果采取常规方式解题ꎬ先分别计算阴影面积ꎬ之后求和ꎬ但由于阴影部分是不规则图形ꎬ很难利用标准图形面积公式进行计算.因此ꎬ可以利用差值方式ꎬ结合标准图形解题.解㊀设各个部分的面积为S1㊁S2㊁S3㊁S4㊁S5ꎬ如图2所示ꎬ图2㊀例7分析图ȵ两个半圆的面积为S1+S4+S5+S2+S3+S4ꎬәABC的面积是S3+S4+S5ꎬ阴影部分的面积是S1+S2+S4ꎬʑ图中阴影部分的面积是两个半圆的面积减去三角形的面积ꎬ即S阴影=12ˑπˑ4+12ˑπˑ1-12ˑ4ˑ2=52π-4.3.2解答几何问题例8㊀如图3所示ꎬ在әABC中ꎬøBAC=50ʎꎬBD是øABC的平分线ꎬCD是øACB的平分线ꎬ求解øBDC的度数.分析㊀常规的解题方式是先求解出øDBC㊁øDCBꎬ然后求解出øBDC的度数.但是ꎬ根据题目中的已知ꎬ无法求解出相应角的度数ꎬ因此ꎬ可以采图3㊀例8题图取整体思路ꎬ将øDBC㊁øDCB的度数看作整体ꎬ求解出两个角的度数和ꎬ完成解题.解㊀在әABC中ꎬøBAC+øABC+øACB=180ʎꎬȵøBAC=50ʎꎬʑøABC+øACB=130ʎꎬȵBD是øABC的平分线ꎬCD是øACB的平分线ꎬ㊀ʑøDBC=12øABCꎬøDCB=12øACBꎬʑøDBC+øDCB=12(øABC+øACB)=65ʎꎬ在әBDC中ꎬøBDC+øDBC+øDCB=180ʎꎬʑøBDC=115ʎ.在初中数学解题中ꎬ教师需要注重数学思想的渗透ꎬ引导学生分析题目整体结构ꎬ明确问题解题方向ꎬ看出问题的本质ꎬ有效利用整体思想解题.在具体的教学中ꎬ教师应当结合具体例题ꎬ引导学生总结和反思ꎬ灵活利用数学思想ꎬ锻炼学生数学思维ꎬ有效培养学生核心素养.参考文献:[1]魏爽.整体思想在初中数学解题中的妙用[J].数理天地(初中版)ꎬ2022(17):87-88.[2]程小芹.整体思想在初中数学解题中的应用[J].语数外学习(初中版)ꎬ2020(4):28-29.[3]林芹ꎬ陈豫眉.整体思想在初中数学解题中的应用:以 图形与几何 问题为例[J].数学学习与研究ꎬ2022(17):62-64.[4]张志华.登高望远ꎬ学以致用:谈 整体思想 在初中数学解题过程中的策略达成[J].中学数学(初中版)ꎬ2020(7).60-61.[责任编辑:李㊀璟]16。
分式求值中的整体思想
在已知条件下求分式的值是从《分式》一章中的一类常见题型,本文介绍用整体思想求分式值,希望对同学们有所帮助。
例1 若分式73222++y y 的值为4
1,则21461y y +-的值为( ) A 、1 B 、-1 C 、-71 D 、5
1 分析:仔细观察发现,已知中的2y 2+3y 与所求式中的4y 2+6y 有联系,可以将所给条件进行适当变形,就可得到4y 2+6y ,然后整体代入即可求得所求式的值。
解:由已知73222++y y =4
1得2y 2+3y+7=8 2y 2+3y=1,4y 2+6y=2 所以16412-+y y =1
21-=1,故选A 。
点评:本题所给条件是关于y 的二次方程,目前我们还不会解,实际上,解出这个方程较繁,而用整体代换则使解题过程更简捷。
例2 已知a 1+b 1=4,则b
ab a b ab a 323434-+-++= 。
分析:由已知可得到a+b 与ab 的关系式,所求式通过分解因式可得到用a+b 与ab 的表达式,然后将a+b 用ab 代换即可求出所求式的值。
解:由已知得ab
b a +=4 ∴a+b=4ab b ab a b ab a 323434-+-++=ab b a ab b a 2)(33)(4++-++=ab ab ab ab 243344+•-+•=-10
19 点评:本题还可以将所求式分子、分母同除以ab 得到
233344+--++a b a b =2)11(3)11(4++-++b
a b a 然后将已知式代入求值,这种方法也是常用的一种方法。
例3 已知a 2-3a+1=0,求1
42
+a a 的值。
分析:将已知等式两边同除以a 可得到a+a 1=3,而所求式的倒数为241a a +=a 2+21a
=(a+a 1)2-2,将a+a
1=3整体代入便可求所求式的值。
解:由已知a 2-3a+1=0知a ≠0,将已知等式两边同除以a 得a-3+a 1=0,∴a+a
1=3 所以241a a +=a 2+21a
=(a+a 1)2-2=32-2=7 ∴142+a a =7
1 点评:①所求式的倒数与已知式有联系时,先求所求式的倒数,再得所求式。
②a 2±
21a
=(a ±a 1)22这一变换在以后经常用到同学们务必掌握。
例4 已知a 1+b 1=61,b 1+c 1=91,a 1+c 1=151,求bc ac ab abc ++的值。
分析:将所求式分子、分母同除以abc 可得到c
b a 1111++,故只要将已知式变换出a 1+b 1+c
1即可。
解:因为a 1+b 1=61①,b 1+c 1=91②,a 1+c 1=15
1③,将①、②、③左、右分别相加,得
2(a 1+b 1+c 1)=61+91+151 ∴a 1+b 1+c 1=180
31 所以
bc ac ab abc ++=a b c 1111++=31180 点评:将已知式、所求式施行一些变换(如加、减、乘、除等),将它们联系起来整体代换求值是求分式值常用的一种方法。
例5 若x 、y 、z 满足方程组
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-+=-+211043173z
y x z y x 求z y x 111-+的值 分析:本题中有三个未知数,仅有两个方程,不可能求出x 、y 、z ,因此,只能把z
y x 111-+看成一个整体来变换。
解:设z
y x 111-+=k
则⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-+=-+=-+211043173111z
y x z
y x k
z y x
①-②×3+③×2得k=5 ∴z
y x 111-+=5 点评:已给方程个数少于未知数个数求分式值时,要把所求式看成一个整体设为一个未知数参与已知方程经过变换即可求出所求式的值。