初中數學解題中整體思想的應用策略

2024-01-11 02:04:58湯永梅

湯永梅

(江蘇省灌云縣中學生社會實踐基地,江蘇連云港 222200)

初中數學教學中,常見的數學思想比較多,整體思想是其中重要的思想之一,在解題中被廣泛地使用,對解決數學問題有著重要的作用.整體思想是通過對問題進行整體處理來解決問題的方法,其形式比較多,如整體代換、整體變形、整體設元等.借助整體思想,對問題進行深入分析,化繁為簡,有效解決數學問題[1].

1 利用整體思想,解決代數式求值問題

代數式求值問題是中考中的常見題型,一般來說,學生通常采取逐一求解,之后代入解題,這樣的解題方式計算量比較大,而且很容易因為過程繁瑣出現錯誤.因此,教師可以引導學生利用整體思想,結合問題的條件或者結論,將其看作一個整體,通過等價代換的方式,深入分析問題,化繁為簡,完成解題[2].

分析此題在解答時,如果直接代入a、b的值,計算過程比較繁瑣.如果能夠對目標式進行變換、化簡,將a、b兩式相加或者相減,可以得到a+b和a-b的數值,之后整體代入化簡后的目標式中,求解出代數式的值.

∴m-n=-3mn

例3 已知x滿足x2-x-1=0,求解代數式-x3+2x2+2 014的值.

分析對于此類求值問題,學生通常是先求解一元二次方程,不僅過程比較復雜,而且求解的根是無理數,代入所求代數式,由于代數式最高次是3次,求解難度比較大.因此,可以采取整體思想求解,對所求代數式進行轉化,根據已知變形代入,完成求解.

解∵x2-x-1=0,∴x2-x=1,

∵-x3+2x2+2 014=-x(x2-x)+x2+2 014=x2-x+2 014=2 015.

在初中數學解題中,部分方程問題和不等式問題比較復雜,面對這些問題,學生常常會無從下手.因此,教師可以結合題目結構特點,引導學生利用整體思想,明確問題解題思路,有效簡化解題過程,強化學生數學解題思維[3].

分析在解此類方程問題時,不少學生會按照常規方式解題,先去分母,之后求解.這樣的解題方式出現的最高次是4次,解題的難度比較大.因此,可以采取整體思想進行解題,通過對方程進行觀察,利用整體換元的方式,將分式方程轉化為整式方程解題.

解設y=2x2+3x,

分析在此題解答時,如果將x、y的值代入原方程,得出m、n的值,之后代入到第二個方程中求解a、b的值,解題過程比較繁瑣,很容易出現解題錯誤.因此,通過對第二個方程進行觀察分析,未知項的系數與原方程的相同,因此,可以將a+b、a-b各看作整體,它們的值與x、y相同,可以快速得出a、b的值.

分析此題解題時,如果直接求解方程組,之后代入不等式,求解k的取值范圍,從理論上來說是可行的,但是這樣的解題過程非常麻煩,難度非常大.因此,可以將題目中x+y看作一個整體,對方程組進行整理,再進行分析求解,解題過程比較簡單容易.

圖形與幾何問題是初中數學解題中的重要題型,對于一些問題,采取常規方式很難解答.因此,教師可以引導學生觀察整體結構特點,從整體角度分析問題,化繁為簡,幫助學生快速找出解題思路,提高學生解題效率[4].

例7 如圖1所示,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=2,分別以AC、BC作為直徑畫半圓,求解圖中陰影部分的圖形面積.(結果保留π)

圖1 例7題圖

分析此題如果采取常規方式解題,先分別計算陰影面積,之后求和,但由于陰影部分是不規則圖形,很難利用標準圖形面積公式進行計算.因此,可以利用差值方式,結合標準圖形解題.

解設各個部分的面積為S1、S2、S3、S4、S5,如圖2所示,

圖2 例7分析圖

∵兩個半圓的面積為S1+S4+S5+S2+S3+S4,△ABC的面積是S3+S4+S5,陰影部分的面積是S1+S2+S4,

∴圖中陰影部分的面積是兩個半圓的面積減去三角形的面積,即

例8 如圖3所示,在△ABC中,∠BAC=50°,BD是∠ABC的平分線,CD是∠ACB的平分線,求解∠BDC的度數.

圖3 例8題圖

分析常規的解題方式是先求解出∠DBC、∠DCB,然后求解出∠BDC的度數.但是,根據題目中的已知,無法求解出相應角的度數,因此,可以采取整體思路,將∠DBC、∠DCB的度數看作整體,求解出兩個角的度數和,完成解題.

解在△ABC中,∠BAC+∠ABC+∠ACB=180°,

∵∠BAC=50°,

∴∠ABC+∠ACB=130°,

∵BD是∠ABC的平分線,CD是∠ACB的平分線,

在△BDC中,∠BDC+∠DBC+∠DCB=180°,

∴∠BDC=115°.

在初中數學解題中,教師需要注重數學思想的滲透,引導學生分析題目整體結構,明確問題解題方向,看出問題的本質,有效利用整體思想解題.在具體的教學中,教師應當結合具體例題,引導學生總結和反思,靈活利用數學思想,鍛煉學生數學思維,有效培養學生核心素養.