浅议初等数学中“0”和“1”的变形技巧及其应用

发表时间:2021/4/25   来源:《中国教师》2020年35期   作者:周芬
[导读] 在初中的数学解题中,为了完成化简、求值、论证等的任务,

        周芬
        莆田文献中学  
        
        摘要: 在初中的数学解题中,为了完成化简、求值、论证等的任务,常常需要对某些式子进行变形,但是变形又无一定之规,一个式子往往有多种可能的变形方向,因题而异,技巧性非常强。本文主要介绍了在初中数学中的“” 和“” 常用变形技巧及其应用。掌握好并灵活运用它,可以很快确定解题方向,减少解题的盲目性,提高解题效率。

        关键词:初等数学;变形;技巧;应用
        
        数学,是一个有机的整体,各部分之间相互联系、相互依存、相互渗透,从而构成了一个相互交错的立体空间.为了培养初等数学学习中的运算能力、逻辑能力、推理能力、空间想象能力及综合应用数学知识分析解决实际问题的能力,除了对各单元知识及一些开放探索性问题,实践应用性问题等综合内容进行系统复习外,在中考前最后阶段的复习中,应对常用的数学方法和重要的数学思想引起重视,并有意识的运用一些数学方法去解决问题,这样才能使我们的数学学习提高到一个新的层次、新的高度.常用的数学方法,是针对不同的数学知识而定的一种策略.不同的问题可以用不同的方法,相同的问题也可以有各种不同的方法(即所谓的一题多解).各种数学方法与数学知识一样,是数学发展过程中积累起来的宝贵精神财富,并且是数学知识所不能替代的.
        最近几年来,中学数学的考试题目越来越新颖,特别是在中考的试题当中,要使考生在短短的两小时之类完成所有的题量,这无疑对一部分考生来说是很难完成的.有些试题的技巧性又非常强,考生一味的在题目上面钻牛角尖的话,不仅仅会浪费很多时间,甚至到最后还可能得不到正确的答案.所以我们有必要针对有些题采取正确的解题技巧,对有些题作出一些变形,这不仅能使试题变得简单明了,而且还能使学生做起题来得心应手,更增加了学生们的解题信心和提高了对数学的兴趣.
数学变形,是为了达到某种目的或需要而采取的一种手段,是化归、转化和联想的准备阶段.它既灵活又多变,一个公式,一个法则,它的表述形式是多种多样的.例如勾股定理可表述为a2+b2=c2,亦可表述为,等.若问,这显然是一个不屑回答的问题,但若问就成了最富灵活性的问题,例如,,等.可见“变形”实在是一个内涵十分丰富的概念,在某些著名的数学问题解决中,变形技巧的巧妙运用也是至关重要的一环.我们在数学解题中,为了完成论证、求值、化简等的任务,常要对某些式子进行恒等变形,但是恒等变形又无一定之规,一个式子往往有多种可能的变形方向,因题而异,技巧性非常强,本文主要介绍了在初中数学中的“” 和“”的变形应用。希望对这几方面的变形应用的介绍,对于其他的解题变形能起到抛砖引玉的功效。下面我们来谈谈这几种变形技巧及其应用。


        一、“0”的变形技巧
        恩格斯在《自然辩证法》一书中指出:“零不只是一个非常确定的数,而且它本身比其他一切被要所限定的数都更重要,事实上,零比其他一切数都有更丰富的内容……零乘以任何一个数,都使这个数变为零,零除以任何一个不等于零的数,都等于零,……”由于零具备许多特殊的性质,因此,在解题活动中我们若能多这些特性加以注意,对于解题的顺利进行是大有帮助的,下面我们举例几个“0”的特性在解题中的应用.
        例1:若,求证.   
        证明:因为,,
        
        
        又因为,故
        说明:通过观察可发现可以变形为,即式子加了.则再利用不等式的性质可方便解决这道题.
        
例2:设实数分别满足,并且,求的值。
解:由题设可得。
两式相除,得。
由比例的基本性质,得,
整理得

   
说明:通过仔细的观察可知只要对已知条件进行变形,再利用比例的基本性质即可解决这道题。
        
        二、“1”的变形技巧
        
        例3:已知abc=1,求++的值。
        解:∵ abc=1
          ∴原式=++
                 ==1
说明:本题的解法很巧,若将所求通分化简,再代入已知或将已知变形再代入所求都不易求出结果。习惯上是将字母代换成数,而此题是将1代换成字母abc,反而收效较好。因此,“1”的变形也是恒等变形的重要技巧。
        例4:已知abc≠0,a+b+c=0,求a(+)+b(+)+c(+)的值。
        解:由abc≠0,知++=3,故
        原式=a(++)+b(++)+c(++)-3
          =(a+b+c)(++)-3=-3
          说明:本题利用1===,巧妙地把三个式子构造成含有公因式的式子,从而轻松解题。
        例5:.
        
                 
        使问题巧妙解决.本题也可以用三角函数的知识来解答,但是比较麻烦.

总结:通过以上的例子可以看出,如果可以借助“0”和"1"的变形来解决有关的数学问题,则效率非常高。因为“0”和"1"的变形是多种多样的,对不同的题目,“0”和"1"的变形是不同的。有些题目若能利用“0”和"1"来求解,则我们应该灵活运用“0”和"1"去解决。
我们在解初等数学题的过程中难免会遇到这样或那样的问题,那么我们应该怎么样去解决才使问题变得简单易懂呢??从波利亚的"怎样解题"表中可知数学解题一般有四个步骤:第一、弄清问题。即要知道未知数是什么?已知数据是什么?条件是什么?然后拟定计划。第二、找出已知数和未知数之间的联系。如果找不出直接的联系你可能不得不考虑辅助问题。你应该最终得出一个求解计划。第三、实行你的计划。第四、验算所得到的解。以上是解题的一般步骤。但是有时我们在解题的过程中也应该注意,如果能利用变形技巧的,我们应该巧妙利用。通过以上的两种变形技巧的介绍,我们可以看出在解题的过程中,如果善于利用变形技巧,则可以使许多问题化繁为简,化难为易。变形技巧是数学解题的一种方法,变形能力的强弱直接制约着解题能力的高低。变形实质上是为了达到某种目的而采用的"手段",是化归、转化和联想的准备阶段,它属于技能性的知识需要在实践中反复操练才能把握,乃至灵活与综合应用。
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