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例析与整式的加减有关的说理题

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说理题是初中数学中的一种重要的题型,通过做有关说理题的练习,不仅能加深同学们对数学概念和性质的理解,而且能有效地培养同学们的观察能力、逻辑推理能力、语言表达能力,调动同学们的学习积极性和探究欲望,进而培养同学们运用数学知识解决实际问题的能力.下面以整式加减运算中的说理题加以说明.

1.条件多余型说理题

例1 在学会合并同类项后,李老师给同学们出了这样一道题:当a=0.35,b=-0.28时, 求整式7a3-6a3b+3a2b+3a3+6a3b-3ba2-10a3+3的值.

题目出完后,同学们都认真进行了解题.过了一会,小明说:“老师给的条件a=0.35,b=-0.28是多余的,有没有这个条件,都能求出整式的值.”王光说:“不给这两个条件,就不能求出整式的结果,所以条件:a=0.35,b=-0.28不是多余的.”

两人争论不休,都认为自己说的是对的.你认为小明和王光同学谁说得有道理?为什么?

分析:要判断小明和王光谁说的有道理,可以先计算,合并整式中的同类项,然后根据结果作出判断,如果合并后的结果是常数,则小明说得有道理, 如果合并后的结果不是常数,而是一个与a、b有关的整式,则王光说得有道理.

解: 7a3-6a3b+3a2b+3a3+6a3b-3ba2-10a3+3

=(7+3-10)a3+(-6+6)a3b+(3-3)a2b+3

=3.

通过合并可知,合并后的结果为常数3,与a、b无关,所以小明说得有道理.

点评:所谓条件多余问题,就是对问题进行运算或推理后与所给的一个(或几个)条件无关,则这个(或这些)条件就是多余条件.如本题,整式计算结果为3,与a、b的值无关,那么条件a=0.35,b=-0.28属多余条件.含有多余的条件有以下两种情况,一种是解题时使用不上的绝对多余条件;另一种是解题时可用可不用的相对多余条件.一般情况下,多余条件问题所蕴涵的内在潜力,是启发、引导同学们拓展思路,寻找解题捷径.如本题,可将条件a=0.35,b=-0.28直接代入整式进行求值,启迪同学们解决本题就是一个字:算.但多余条件往往增加了问题的复杂程度.如本题,直接代入计算,因计算量太大而易错.如果先化简,就相对简单直观多了.这说明,在解决问题时,正确处理、有效排除多余条件,是培养同学们解决问题的很重要的环节之一.

2.字母无关型说理题

例2 一次测验,有这样一道题:若整式(3x2+2mx-x+1)+(2x2-mx+5)-(5x2-4mx-6x)的值与字母x无关,试确定m的值.

小强反复思考,总感到无法下手确定m的值.你能帮帮小强确定m的值吗?请说明你的理由.

分析:m的值能确定,说明m是一个已知数,从而可知本题是一个关于字母x的整式,因此要按照x的指数大小合并同类项计算本题的值.由于该整式的值与字母x无关,说明计算后不含x的项,如果含有x的项,则其系数必须为0.

解:(3x2+2mx-x+1)+(2x2-mx+5)-(5x2-4mx-6x)

=3x2+2mx-x+1+2x2-mx+5-5x2+4mx+6x

=(5m+5)x+6.

因为整式的值与字母x无关,所以x的系数为0,即5m+5=0,解得m=-1.

点评:所谓与字母m无关的问题,就是计算的结果中要么式子不含字母m,要么式子含有字母m,但这个式子的系数须为0.如本题式子(5m+5)x含有字母m,其系数5m+5=0.

3.看错数值型说理题

例3 小聪和小明在同时计算这样一道求值题:“当a=-3时,求整式7a2-[5a-(4a-1)+4a2]-(2a2-a+1)的值.”小明正确求得结果为7,而小聪在计算时,错把a=-3看成了a=3,但计算的结果却也是正确的,你认为有这种可能吗?请说明理由.

分析:无论小聪的计算结果是否正确,同学们需要清楚的是,本题实际上考查的是整式的化简求值问题.因此,解决本题应该先化简,根据化简的结果作判断.

解:7a2-[5a-(4a-1)+4a2]-(2a2-a+1)

=7a2-[5a-4a+1+4a2]-(2a2-a+1)

=7a2-5a+4a-1-4a2-2a2+a-1

=a2-2.

从化简的结果来看,a的指数为2,根据互为相反数的数的偶次幂相等可知,只要a的取值是互为相反数的数,其计算的结果总是相等的.所以当a=3或a=-3时,a2-2=9-2=7,所以小聪的结果是正确的,但其解题过程是错误的.

点评:解决看错数值问题,首先应先化简,然后再分析原因.看错了字母a的值,但计算结果却正确,一般有三方面的原因,一是化简后的结果不含有字母a,二是化简后的结果只含有字母a的偶次幂的形式,三是化简的结果字母a带有绝对值.究竟是什么原因,还是要先把原式化简,看化简后的结果才能知道其中的原因.

4.整体转化型说理题

例4 张老师在讲完整式的加减运算后,为同学们布置了这样一道思考题:已知a+b=-5,b-c=3,求整式(b+c)-(3-2a)的值.

小华看了一会题目,总感到少了点什么,惊讶地说道:“要求整式(b+c)-(3-2a)的值,就要知道字母a、b、c的值,只给了a+b=-5,b-c=3这两个方程,根本求不出字母a、b、c的值,这道题,我觉得要么是张老师漏写了条件,要么是张老师把题目弄错了,没法做.”

小强看着题目认真地思考了一会,高兴地说:“小华,你说错了,这道题能求出整式(b+c)-(3-2a)的值,你看,我是这样做出来的……”

小华看着小强的解题过程,敬佩地说:“小强,你真聪明,我要向你学习.”

你知道小强是如何求出整式(b+c)-(3-2a)的值的吗?请说明理由.

分析:本题小华说得对,很显然不能求出a、b、c三个字母的值,所以可以先去括号,再重新组合,从而使问题向已知条件转化,即(b+c)-(3-2a)=(a+b)+(a+c)-3.由于a+b已知,故只需求出a+c的值即可.可将已知条件a+b=-5,b-c=3,两式相减,即可整体转化求解出a+c的值.

解:因为a+b=-5,b-c=3,

将两式相减,得a+c=-8,

所以(b+c)-(3-2a)=b+c-3+2a=(a+b)+(a+c)-3=-5-8-3=-16.

点评:通过本题,说明在整式的加减运算中,运用整体思想对某些问题进行整体处理,常能化繁为简,收到事半功倍的效果.另外,有关三个未知数,两个方程的求解问题,也可用代入法进行解决. 因为a+b=-5,b-c=3,所以,a=-b-5,c=b-3,所以(b+c)-(3-2a)=b+c-3+2a=b+b-3-3+2(-b-5)=2b-6-2b-10=-16.