黃明輝
方程是一種用逆向思維解答實(shí)際問(wèn)題的方法,它對(duì)豐富學(xué)生解決問(wèn)題的策略、提高解決問(wèn)題的能力、發(fā)展數(shù)學(xué)素養(yǎng)有著非常重要的意義。在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中,為了追求好的“成績(jī)”,許多教師一味灌輸用“算術(shù)方法”解答問(wèn)題,忽視了用方程知識(shí)解決問(wèn)題的能力的培養(yǎng),更談不上探索解題的技巧了,嚴(yán)重阻礙學(xué)生全面、持續(xù)地發(fā)展,而且嚴(yán)重影響了學(xué)生后續(xù)(初中)對(duì)方程知識(shí)的學(xué)習(xí)。因此,加強(qiáng)“列方程策略解題”研究顯得至關(guān)重要,下面,筆者談?wù)勛约旱挠^點(diǎn)與做法。
一、巧解“雞兔同籠”問(wèn)題
我國(guó)古代(約1500年前)的數(shù)學(xué)名著《孫子算經(jīng)》中記載了一道數(shù)學(xué)趣味題(“雞兔同籠”問(wèn)題)。學(xué)生在列方程解題的過(guò)程中,雖然能從不同角度列出方程,但缺乏解法對(duì)比、引導(dǎo)與歸納,出現(xiàn)解方程思維障礙現(xiàn)象(移項(xiàng)問(wèn)題或負(fù)數(shù)問(wèn)題)。此時(shí),教師要善于引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律,并進(jìn)行解法點(diǎn)撥。例:籠子里有若干只雞和兔。從上面數(shù),有35個(gè)頭,從下面數(shù),有94只腳。雞和兔各有幾只?思路分析與點(diǎn)撥:假設(shè)有x只雞,那么就有(35—x)只兔。依據(jù)“雞兔共有94只腳”等量關(guān)系,可列出方程:2x+4(35-x)=94,即2x+140-4x=94,等式左邊(2x-4x)與右邊(94-140)出現(xiàn)負(fù)數(shù),運(yùn)用小學(xué)所掌握的知識(shí)很難求出x的值。假設(shè)有x只兔,那么就有(35-x)只雞。依據(jù)“雞兔共有94只腳”等量關(guān)系,可列出方程:4x+2(35-x)=94,即4x+70-2x=94,等式左邊(4x-2x)和右邊(94-70)都是正數(shù),運(yùn)用小學(xué)所掌握的知識(shí)即可求出2x=24即x=12(兔的只數(shù)),雞的只數(shù):35-12=23(只)。為了促使解方程的思維暢通,避免解題走彎路,可以直接假設(shè)動(dòng)物腳的只數(shù)比較多(兔子的腳比雞的腳多)的為x值。
二、巧解“分?jǐn)?shù)”問(wèn)題
圖解法是解答“分?jǐn)?shù)或百分?jǐn)?shù)”問(wèn)題最常用的數(shù)學(xué)思維方法。大部分稍復(fù)雜分?jǐn)?shù)或百分?jǐn)?shù)問(wèn)題通過(guò)畫線段圖變抽象為具體,并且借助線段圖很容易尋找出問(wèn)題與分率(單位“1”已知的題型)或已知量與分率(單位“1”未知且是所求問(wèn)題的題型)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,從而實(shí)現(xiàn)用“算術(shù)法”解題的目的。在解答分?jǐn)?shù)或百分?jǐn)?shù)的過(guò)程中,若遇到難以畫線段圖或畫線段圖難于尋找到量(問(wèn)題)與率的對(duì)應(yīng)關(guān)系,不妨換個(gè)角度思考即采用列方程策略解答問(wèn)題,可以達(dá)到“柳暗花明又一村”的效果。例:小明和小亮各有一些玻璃球,小亮的個(gè)數(shù)比小明少。若把小明個(gè)數(shù)的給小亮,小亮的個(gè)數(shù)就比小明多2個(gè)。小明原有玻璃球多少個(gè)?思路分析與點(diǎn)撥:從“小亮的個(gè)數(shù)比小明少”和“若把小明個(gè)數(shù)的給小亮”中,可以看出這兩句只帶分率不帶單位的語(yǔ)句都是“分?jǐn)?shù)”問(wèn)題的關(guān)鍵句,又從“比小明少”和“占小明個(gè)數(shù)的”中,可以斷定都是把小明看做“單位1”,且單位1”是所求的問(wèn)題。因此,可以直接假設(shè)小明原有玻璃球x個(gè),那么小亮原有玻璃球就有(1-)x個(gè)即x個(gè),小明給小亮的個(gè)數(shù)就有x個(gè),依據(jù)“小亮的個(gè)數(shù)就比小明多2個(gè)”關(guān)系句,找出等量關(guān)系式即“現(xiàn)有小亮的個(gè)數(shù)-現(xiàn)有小明的個(gè)數(shù)=2個(gè)”,并列出方程:(x+x)-(x-x)=2即:x+x-x=2;依據(jù)乘法分配率逆運(yùn)算“(+-)x”可以很快求出“x=24”,即小明原有玻璃球24個(gè)。
三、巧解“平面幾何”問(wèn)題
將不規(guī)則的圖形分割轉(zhuǎn)化成幾個(gè)基本的規(guī)則圖形,分別計(jì)算它們的面積,相加或相減(相加與相減混合)求出不規(guī)則圖形的面積是解答“平面幾何”問(wèn)題常用的數(shù)學(xué)思維方法。平移法、割補(bǔ)法、替代法與轉(zhuǎn)化法是求不規(guī)則圖形的面積常采用的解題方法。大部分幾何圖形,按照常規(guī)方法或特殊方法都能找到解題策略。然而,有個(gè)別“平面幾何”問(wèn)題解答時(shí)需另辟蹊徑,采用列方程策略解答問(wèn)題,才能達(dá)到解題目的。如:用五個(gè)相同的長(zhǎng)方形拼成右圖,經(jīng)測(cè)量,這個(gè)大長(zhǎng)方形的周長(zhǎng)是88厘米,這個(gè)圖形的面積是多少平方厘米?思路分析與點(diǎn)撥:設(shè)小長(zhǎng)方形的寬為x厘米,那么小長(zhǎng)方形的長(zhǎng)就有x,依據(jù)“大長(zhǎng)方形的周長(zhǎng)是88厘米”等量關(guān)系,可列出方程:(4x+x)×2=88即4x+x=44,再依據(jù)乘法分配率逆運(yùn)算可求出“x=8”的值;則可求出大長(zhǎng)方形的長(zhǎng):3x=3×8=24厘米,大長(zhǎng)方形的寬:x+x=8+×8=20厘米,那么大長(zhǎng)方形的面積為24×20=480平方厘米。為了拓寬解題思路,也可以設(shè)小長(zhǎng)方形的長(zhǎng)為x厘米,那么小長(zhǎng)方形的寬就有x厘米,依據(jù)“大長(zhǎng)方形的周長(zhǎng)是88厘米”等量關(guān)系,可列出方程:(3x+x)×2=88即3x+x=44,依據(jù)乘法分配律(逆運(yùn)算),可求出“x=12”;則可求出大長(zhǎng)方形的長(zhǎng):12×2=24厘米,大長(zhǎng)方形的寬:12×+12=20厘米,大長(zhǎng)方形的面積:24×20=480厘米。
四、巧解“立體幾何”問(wèn)題
有些“立體幾何”問(wèn)題的數(shù)量關(guān)系比較復(fù)雜、抽象,若用常規(guī)思維習(xí)慣(算術(shù)方法解)解題,常出現(xiàn)解題很困難甚至無(wú)法解答。這時(shí),如果我們改變一下思路,采用方程求解的思想求有關(guān)圖形的體積,就會(huì)得到事半功倍的效果。如圖1-1所示,有一塊長(zhǎng)方形鐵皮,利用圖中陰影部分剛好能做成一個(gè)油箱,求油箱的容積(接頭處忽略不計(jì))。思路分析與點(diǎn)撥:解答此題所需要的條件(半徑與高)隱藏在圖文并茂中,解答的關(guān)鍵是用字母代替題中的未知數(shù),找出已知數(shù)與未知數(shù)間的相等關(guān)系列方程。解:設(shè)油桶半徑為r cm,則高為4r cm。依圖意可列方程并求解:2πr+2r=16.56,r×(2+2π)=16.56,r×8.28=16.56,r=2,4r=8??汕笥屯暗娜莘e:3.14×22×8=100.48cm3。如果把此題的已知條件(能做成一個(gè)有蓋有底的油箱)改為能做成一個(gè)無(wú)蓋的油箱,如圖1-2所示,同理(“方程”求解法)依圖意可列方程:2πr+2r=16.56,求得:半徑r=2,油桶的高2r=4,油桶的容積:3.14×22×4=50.24cm3。
五、巧解“比例”問(wèn)題
應(yīng)用正、反比例知識(shí)解決問(wèn)題的常規(guī)方法:一、找。讀題理解題意,并尋找出兩組對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)(正比例題型中一般會(huì)出現(xiàn)“照這樣計(jì)算或照這樣的速度等”,反比例題型中一般會(huì)出現(xiàn)“原來(lái)怎么樣,現(xiàn)在怎么樣”);二、判。寫出兩種相關(guān)聯(lián)的量與不變量的關(guān)系式,若是比值(商)一定則兩種相關(guān)聯(lián)的量成正比例,若是積一定則兩種相關(guān)聯(lián)的量成反比例;三、列。假設(shè)未知數(shù)為x,根據(jù)正或反比例的意義列出方程;四、算。解方程,檢驗(yàn)并寫答語(yǔ)。大部分“比例”問(wèn)題通常按照常規(guī)步驟都能很快求出答案。然而,有部分“比例”問(wèn)題出現(xiàn)“第二組數(shù)據(jù)沒對(duì)應(yīng)”現(xiàn)象,此時(shí)直接假設(shè)題中問(wèn)題為未知數(shù)x的值解答很難達(dá)到解題的目的,必須尋找巧設(shè)問(wèn)題列方程解答途徑。如:工廠原計(jì)劃每天生產(chǎn)零件120個(gè),45天完成,實(shí)際每天多生產(chǎn)30個(gè),這樣可以提前幾天完成?(用比例解答)思路分析與點(diǎn)撥:此題的問(wèn)題(提前的天數(shù))與條件(每天多生產(chǎn)的個(gè)數(shù))沒對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù),若直接假設(shè)提前天數(shù)為未知數(shù)x,很難找到提前天數(shù)所對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)零件的個(gè)數(shù),解題時(shí)應(yīng)把問(wèn)句中“提前”刪改為:“這樣可以幾天完成”(實(shí)際生產(chǎn)天數(shù)),再找出與實(shí)際生產(chǎn)天數(shù)相對(duì)應(yīng)的實(shí)際每天生產(chǎn)零件的個(gè)數(shù)(120+30=150)。解:設(shè)這樣可以x天完成。因?yàn)椋汗ぷ餍省凉ぷ鲿r(shí)間=工作總量,工作總量一定也就是工作效率與工作時(shí)間的積一定;所以工作效率和工作時(shí)間成反比例。依據(jù)“工作總量一定”,可列出方程:(120+30)x=120×45,并求出“x=36”和提前天數(shù)45-36=9(天)。同理,若出現(xiàn)問(wèn)句中求增加部分,解題時(shí)應(yīng)把問(wèn)句中“增加”(多)或“比……多”文字刪掉,假設(shè)實(shí)際部分為未知數(shù)x。
六、巧解“錢數(shù)”問(wèn)題
對(duì)于求兩個(gè)或兩個(gè)以上未知數(shù)的應(yīng)用題,有些題目按照常規(guī)解法(假設(shè)一個(gè)未知數(shù)為x)是無(wú)法達(dá)到解題目的的。此時(shí),可以采用“消元法”解決問(wèn)題,即假設(shè)兩個(gè)未知數(shù)分別為a和b,并根據(jù)等量關(guān)系列出兩個(gè)方程,先設(shè)法消去一個(gè)未知數(shù)使其剩下一個(gè)未知數(shù),最后再求出消去的那個(gè)未知數(shù)。如:小明、小華兩人各帶了若干錢,如果小明得到小華所有錢的,那么小明共有錢60元。如果小華得到小明所有錢的,那么小華也共有錢60元。小明、小華兩人各帶了多少元錢?思路分析與點(diǎn)撥:設(shè)小明帶有錢a元,小華帶有錢b元。依據(jù)題意可列出方程式:①a+b=60,②a+b=60。若將①式中的各數(shù)都擴(kuò)大2倍,將②式中的各數(shù)都擴(kuò)大3倍,它們就會(huì)變成:③2a+b=120,④2a+3b=180。再用“消元法”(用④式減去③式)消去一個(gè)未知數(shù)——小明的錢數(shù),可求得小華的錢數(shù):2b=60即b=30,把b=30值代入①式中,可列出求小明錢數(shù)的方程式:a+×30=60,并求出a=45。若將①式中的各數(shù)都擴(kuò)大6倍,將②式中的各數(shù)都擴(kuò)大3倍,它們就會(huì)變成:③6a+3b=360,④2a+3b=180。再用“消元法”(用③式減去④式)消去一個(gè)未知數(shù)——小華的錢數(shù),可求得小明的錢數(shù):4a=180即a=45,把a(bǔ)=45代入①式中,可列出求小華錢數(shù)的方程式:45+b=60,并求出b=30。
總之,遇到難于解決的數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),可指導(dǎo)學(xué)生嘗試運(yùn)用“列方程的策略”解決問(wèn)題,不但能使學(xué)生茅塞頓開、輕松破題,并為今后解答抽象、繁難問(wèn)題打下良好的基礎(chǔ),而且能提高學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。