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在數(shù)學學習過程中,我們除了要學習大量的數(shù)學知識和方法技巧之外,更要掌握好一些重要數(shù)學思想方法,如整體思想。
數(shù)學思想方法大家接觸過很多,如函數(shù)思想、方程思想、數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想等,不同的思想方法有不同的應用法則,或不同的數(shù)學思想方法可以一起“共用”,共同解決問題等。
像數(shù)形結(jié)合這些思想方法是大家接觸較多的,而對于整體思想的了解和應用,相對會少一些,因此為了能更好幫助大家提高對整體思想的了解,今天我們就一起來講講此類思想方法的“用法”。
什么是整體思想呢?
整體思想就是在解決數(shù)學問題時,將要解決的問題看作一個整體,通過對問題的整體形式、整體結(jié)構、已知條件和所求綜合考慮后得出結(jié)論。
更加直白的講整體思想就是指從問題的整體性質(zhì)出發(fā),突出對問題的整體結(jié)構的分析和改造,發(fā)現(xiàn)問題的整體結(jié)構特征,善于用“集成”的眼光,把某些式子或圖形看成一個整體,把握它們之間的關聯(lián),進行有目的的、有意識的整體處理。
我們先一起來看一道具體的例子:
分解因式(x2+5x-3)(x2+5x+1)-21
解:設x2+5x-3=t,則x2+5x+1=t+4
原式=t(t+4)-21=t2+4t-21=(t+7)(t-3)
再將x2+5x-3=t代入上式
原式=(x2+5x-3+7)(x2+5x-3-3)
=(x2+5x+4)(x2+5x-6)
=(x+1)(x+4)(x+6)(x-1)
題干分析:
若把兩個二次三項式(x2+5x-3)與(x2+5x+1)相乘,則將得到一個四次多項式,這時再分解因式就十分困難。但若把(x2+5x-3)(或x2+5x)視為一個整體,即把(x2+5x-3)看成一個新變元t,原式就變形為關于t的二次多項式,問題就容易解決了。
解題反思:
由這道典型例題我們可以看出,對某些多項式的因式分解,如果前一項的兩個因式中只是常數(shù)項不同,則可將它們中的相同部分看成一個整體,用換元法可以降次,簡化解題過程。
在數(shù)學與學習過程中,學會應用整體思想法解數(shù)學題,就要學會把一些看似彼此獨立而實質(zhì)是緊密相聯(lián)的量看成一個整體去設元、列式、變形、消元、代入或求值等。這樣做的目的可以使復雜的問題變得簡單,陌生的問題變得熟悉,還往往可以解決按常規(guī)方法解決不了的一些問題。
整體思想,典型例題分析2:
若a-2b=3,則2a-4b-5= 。
解:2a-4b-5=2(a-2b)-5=2×3-5=1。
故答案是:1。
題干分析:
把所求代數(shù)式轉(zhuǎn)化為含有(a-2b)形式的代數(shù)式,然后將a-2b=3整體代入并求值即可。
解題反思:
本題考查了代數(shù)式求值。代數(shù)式中的字母表示的數(shù)沒有明確告知,而是隱含在題設中,首先應從題設中獲取代數(shù)式(a-2b)的值,然后利用“整體代入法”求代數(shù)式的值。
用整體思想解方程,就是先考慮方程中的某一個代數(shù)式整體去代入,然后再解出方程中的未知數(shù)的值就可以了。
整體思想,典型例題分析3:
考點分析:
完全平方公式;非負數(shù)的性質(zhì):偶次方;非負數(shù)的性質(zhì):算術平方根;計算題;整體思想。
題干分析:
根據(jù)非負數(shù)的性質(zhì)先求出a2+1/a2、b的值,再代入計算即可.
解題反思:
本題考查了非負數(shù)的性質(zhì),完全平方公式,整體思想,解題的關鍵是整體求出a2+1/a2的值.
要想學好數(shù)學,就要加強對數(shù)學思想方法的理解。一定要深刻認識到數(shù)學思想方法是數(shù)學知識的進一步提煉和升華,數(shù)學學習目除了需要扎實的基礎知識和方法技巧之外,更需要運用靈活的數(shù)學思想方法。
整體思想方法在代數(shù)式的化簡與求值、解方程(組)、幾何解證等方面都有廣泛的應用,整體代入、疊加疊乘處理、整體運算、整體設元、整體處理、幾何中的補形等都是整體思想方法在解數(shù)學問題中的具體運用。
整體思想就是從問題的整體性質(zhì)出發(fā),突出對問題的整體結(jié)構的分析和改造,發(fā)現(xiàn)問題的整體結(jié)構特征,把某些式子或圖形看成一個整體,把握它們之間的關聯(lián),進行有目的、有意識的整體處理。
整體思想,典型例題分析4:
例4:如圖,在四邊形ABCD中,AB=2,CD=1,∠A=60度,∠B=∠D=90度,求四邊形ABCD的面積。
題干分析:
這是一個不規(guī)則的四邊形,欲求它的面積,可把它補成三角形或規(guī)則的四邊形,所求圖形的面積恰是兩個圖形面積的差。
本題還可以把原四邊形補成一個矩形、直角梯形、等邊三角形或平行四邊形,如圖2—圖5。
解題反思:
整體補形是補充完整,根據(jù)題設條件將原題中的圖形補足為某種特殊的圖形,溝通題設條件與特殊的圖形之間的關系,從而突出問題本質(zhì),找到較簡潔的解法或證法。
從這些典型例題,我們可以看出整體思想方法在代數(shù)式的化簡與求值、解方程(組)、幾何解證等方面都有廣泛的應用,整體代入、疊加疊乘處理、整體運算、整體設元、整體處理、幾何中的補形等都是整體思想方法在解數(shù)學問題中的具體運用。
整體思想作為重要的數(shù)學思想之一,我們在解題過程中經(jīng)常使用。要想學會整體思想的應用,就要做到觀察全局、整體代入、整體換元、整體構造。
只有提高對整體思想的認識,把整體思想使用得恰當,才能提高解題效率和能力,減少不必要的計算和走彎路。如整體是與局部對應的,按常規(guī)不容易求某一個(或多個)未知量時,可打破常規(guī),化繁為簡、變難為易,根據(jù)題目的結(jié)構特征,把一組數(shù)或一個代數(shù)式看作一個整體,從而使問題得到解決。
最后記住整體思想的主要表現(xiàn)形式有:整體代入、整體加減、整體代換、整體聯(lián)想、整體補形、整體改造等等。
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