方程思想是一種重要的數(shù)學(xué)思想方法,是指在求解數(shù)學(xué)問題時,從題中的已知量和未知量之間的數(shù)量關(guān)系入手,找出相等關(guān)系,運(yùn)用數(shù)學(xué)符號語言將相等關(guān)系轉(zhuǎn)化為方程(或方程組),再通過解方程(組)解決問題. 其應(yīng)用非常廣泛,下面我們通過幾個例題來體會方程思想的巨大威力.
一、 代數(shù)問題中的方程思想
例1 若5xym與4xm+n-1y是同類項(xiàng),則m-n=______.
【解析】因?yàn)?xym與4xm+n-1y是同類項(xiàng),所以m+n-1=1,
m=1.解得m=1,
n=1.
所以m-n=0.
【點(diǎn)評】根據(jù)同類項(xiàng)的定義:相同字母的指數(shù)相同,可列出關(guān)于m和n的二元一次方程組,再解方程組求出它們的值,代入求出m-n的值.
例3 (2009·武漢)某商場將進(jìn)貨價為30元的書包以40元售出,平均每月能售出600個. 調(diào)查表明:這種書包的售價每上漲1元,其銷售量就減少10個.
(1) 請寫出每月售出書包利潤y(元)與每個書包漲價x(元)間的函數(shù)關(guān)系式;
(2) 略;
(3) 請分析并回答售價在什么范圍內(nèi)商家獲得的月利潤不低于6 000元.
【解析】(1) 由題意得,
y=(10+x)(600-10x)=-10x2+500x+6 000.
(3)當(dāng)y=6 000時,-10(x-25)2+12 250=6 000,
解得x1=0,x2=50,
函數(shù)y=-10(x-25)2+12 250的圖像開口向下,對稱軸為直線x=25,與直線y=6 000的交點(diǎn)為(0,6 000)和(50,6 000),由圖1可知,當(dāng)0≤x≤50時,y≥6 000,即當(dāng)售價在不小于40元且不大于90元時,月利潤不低于6 000元.
【點(diǎn)評】本題第(3)問中將二次函數(shù)中的范圍問題轉(zhuǎn)化為方程問題,結(jié)合圖像得出范圍.
二、 幾何問題中的方程思想
平面幾何中,很多問題都可以通過引入未知量建立方程(組)來解決問題,如圖形的面積問題、相似三角形、勾股定理、三角函數(shù)等,下面我們以三角函數(shù)、勾股定理為例加以說明.
例4 在等腰△ABC中,AB=AC,點(diǎn)D為AC上一點(diǎn),且AD=BD=BC,則∠A=______.
【解析】∵AB=AC,AD=BD=BC,∴∠A=∠ABD,∠C=∠ABC=∠CDB.
設(shè)∠A=x,則∠ABD=∠A=x,
∴∠C=∠ABC=∠CDB=∠A+∠ABD=2x,∵∠A+∠C+∠ABC=180°,∴x+2x+2x=180°,解得x=36°,∠A=36°.
【點(diǎn)評】本題中有較多等腰三角形,利用角度之間的關(guān)系設(shè)出未知數(shù),利用三角形內(nèi)角和建立方程解決問題,簡潔清晰.
例5 (2012·寧波)如圖3,用鄰邊分別為a,b(a
A. b=a B. b=a
C. b=a D. b=a
【解析】設(shè)兩圓圓心分別為B、C,底面圓的半徑為r,連接BC,過點(diǎn)B作矩形短邊的垂線,垂足為A,則BC=a+r,AB=b,AC=a-r,由勾股定理可得
【點(diǎn)評】本題解題的關(guān)鍵是設(shè)出底面圓半徑r,將兩圓位置關(guān)系轉(zhuǎn)化為數(shù)量關(guān)系,結(jié)合題中已知條件根據(jù)勾股定理建立方程.
三、 統(tǒng)計(jì)概率中的方程思想
例6 (2011·廣安)在一只不透明的口袋中放入只有顏色不同的白球6個,黑球4個,黃球n個,攪勻后隨機(jī)從中摸取一個恰好是黃球的概率為,則放入的黃球總數(shù)n=______.
【解析】因?yàn)槊近S球的概率為,所以=,解得n=5.
例7 下表是某公司20名員工某月的工資統(tǒng)計(jì)表:
(1) 若這20名員工的平均工資為1 820元,求x和y的值;
(2) 在(1)的條件下,若這20名員工的該月工資的眾數(shù)為a,中位數(shù)為b,求a和b.
【解析】(1) 由題意可得
x+y+8=20,
1 800x+1 900y+1 600+8 500+4 000=36 400.
解得x=5,
y=7.
(2) 略.
【點(diǎn)評】利用方程思想表示數(shù)量之間的關(guān)系,在求解概率統(tǒng)計(jì)問題中往往可以發(fā)揮巨大作用.
(作者單位:江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)湖塘實(shí)驗(yàn)中學(xué))