浅谈初中数学工程类实际问题设元策略研究

发表时间:2021/8/2   来源:《中小学教育》2021年3月第9期(下)   作者:陆毅
[导读] 方程组是解决实际问题的重要工具,许多实际问题都可以通过列方程组来解决。
        陆毅
        南宁经济开发区明阳第二初级中学  530226
        摘要:
        方程组是解决实际问题的重要工具,许多实际问题都可以通过列方程组来解决。但有时,我们会遇到一些特殊的应用题,若按常规设未知数,不易理清数量之间的关系,因而难以布列方程。这时若能根据具体问题,恰当地增设辅助元,设而不求,联系转化,不仅会使问题化繁为简,而且有助于培养同学们的创新思维?提高分析问题、解决问题的能力。
关键词:初中数学;实际问题;设元策略
一、引言
        数学不仅来自生活,它也可以为生活服务,它可以解决现实生活中的问题。 培养学生的目的之一是理解数学学习。初中数学工程类应用题的教学是实现这一目标的有效工具之一,因为解决应用程序的教学不仅能提高理论联系,还能提高分析问题和解决问题的能力。设元是解决方案的第一步。适当的设元可以很容易地建立数学方程,并且容易解决问题。 通常使用的设元模式包括直接设元和间接设元。但是,对于某些关系,问题并不容易解决,需要整体设元和辅助设元以及比例设元。
二、初中数学工程类实际问题设元策略分析
(一)回避题问,间接设元
        间接设元就是把题目中要求的量以外的某未知量设为未知数,然后用未知数来表示要求的量。
        例1:将一批数据输入电脑,甲单独做需要50分钟完成,乙单独做需要30分钟完成,现在甲独做30分钟,剩下的部分由甲、乙合做,问一共用多少时间?
        分析:①审题:找出题中的已知量,未知量
        ②分析未知量关系,把其中的一个未知量设为x,
        ③其他未知量用含x的式子表示,
        如果要用方程解决这道问题,我们怎么设元?
        方法一:设一共用的时间需要x 分钟,则剩下的部分需要的时间用含x的式子表示为____分钟;
        方法二:设剩下的部分需要的时间为y分钟,则共用的时间用含y的式子表示为________分钟。
        例2:整理一批图书,由一个人做要40小时完成.现在计划由一部分人先做4小时,再增加两人和他们一起做8小时,完成这项工作.假设这些人的工作效率相同,前后一共安排了多少人工作?
        分析:①审题:题中有哪些未知量?
        如果要用方程解决这道问题,我们可以设前后一共安排了x人工作,用含x的式子表示一部分人先做了的人数为__________人;设一部分先做的人数为y人,则前后一共安排的人数用含y的式子表示为_______人。
(二)根据题问,直接设元
        直接设元就是将题目中要求的量设为未知数,这是一种求什么就设什么的设元方法。
        例1:原计划每天生产50个零件,改进操作方法后,实际上每天比原计划多生产6个零件,结果比原计划提前5天,并超额8个零件。 原计划多少天完成,生产零件总量是多少?
        如果要用方程解决这道问题,我们有________种设法;如果设原计划生产x天,用含x的式子表示实际生产的天数为________天;如果设实际生产y天,用含y的式子表示原计划生产的天数为________天。如果设原计划车工班应该生产m个零件,用含m的式子表示实际车工班应该生产零件数为________个,则原计划车工生产____天,实际车工生产________天。如果设实际车工班应该生产n个零件用含n的式子表示原计划车工班应该生产零件数为________个,则原计划车工生产____天,实际车工生产________天。
        例2:一项工程,甲单独做20天完成,乙单独做30天完成,甲单独做5天后,余下的部分由甲、乙合做,则还需要多少天完成?
        如果要用方程解决这道问题,我们有__种设法,我们怎么设元?
        方法一:设一共用的时间需要x 天,则剩下的部分需要的时间用含x的式子表示为____天
        方法二:设剩下的部分需要的时间为y天,则共用的时间用含y的式子表示为________分钟。


(三)着眼全局,整体设元
        有些实际问题中某一部分未知量间存在一个整体关系,则可设这一部分为一个未知数,称为整体设元。
        例1:“精准扶贫”政策的过程中,为某村修建一条为400m的公路,由甲、乙两个工程队负责施工。甲工程队独立施工2天后,乙工程队加入,两工程队联合施工3天后,还剩50m的工程。已知甲工程队每天比乙工程队多施工2m,求甲、乙工程每天各施工多少米?
        如果要用方程解决这道问题,我们怎么设元?
        方法一:设乙工程队每天施工xm,甲工程队每天施工的路程用含x的式子表示为_________m;
        方法二:设甲工程队每天施工ym,乙工程队每天施工的路程,用含y的式子表示为_________m
        以上的设元共有_____种设法。
        例2:甲、乙二人做某种机械零件,已知甲每小时比乙多做6个,甲做90个所用时间与乙做60个所用时间相等,求甲、乙每小时各做零件个数。
        分析:有哪些未知量?
        如果要用方程解决这道问题,我们有_____种设法;如果设甲每小时做x个零件,用含x的式子表示乙每小时做的零件个数为_____;如果设乙每小时做y个零件,用含y的式子表示甲每小时做零件个数为_____;如果设甲做90个所用的时间为z小时,则乙做6个所用的时间为_____个小时,含z的式子表示甲每小时做_____个零件,乙每小时做 _____个零件。
(四)抓住关键,辅助设元
        对于一些较复杂的问题,往往条件隐含、关系交错。这时不妨引入辅助元,在已知量和未知量之间架起一座“桥梁”,以便理顺各个量之间的关系,列出方程。而所设辅助元在解题过程中被消去,不影响问题的结果。这种方法叫做“辅助设元法”,也叫“设而不求法”。
        例1:某市在旧城改造过程中,需要整修一段全长2400m的道路.为了尽量减少施工对城市交通所造成的影响,实际工作效率比原计划提高了20%,结果提前8小时完成任务.求原计划每小时修路的长度。
        如果要用方程解决这道问题,我们该如何设未知数呢?
        一共有多少种设法?
        解:①设原计划每小时修路的长度为x m,则实际每小时修路1.2x m
        ②设实际每小时修路的长度为y m,则原计划每小时修路
        ③原计划修完全长需要z小时,则实际修完全长需要(z-8)h
        ④实际修完全长需要a小时,则原计划修完全长需要(a+8)小时
        例2:2013年4月20日8时,四川省芦山县发生7.0级地震,某市派出抢险救灾工程队赶芦山支援,工程队承担了2400米道路抢修任务,为了让救灾人员和物资尽快运抵灾区,实际施工速度比原计划每小时多修40米,结果提前2小时完成,求原计划每小时抢修道路多少米?如果要用方程解决这道问题,我们该如何设未知数呢?一共有多少种设法?
        解:①设原计划每小时修路的长度为x m,则实际每小时修路(x+40 )m
        ②设实际每小时修路的长度为y m,则原计划每小时修路(y-40)m
        ③原计划修完全长需要z小时,则实际修完全长需要(z-2)小时
        ④实际修完全长需要a小时,则原计划修完全长需要(a+2)小时
三、结论
        现在初中数学工程类实际问题列方程组是非常有技巧性的。如果能根据特定问题正确地添加辅助元,就能解决问题,并有助于改善学生的数学思维,有效激发学生数学思维,提升学生的学习兴趣。

参考文献:
[1] 薛秋萍. 初中数学"深度学习"教学的策略研究[J]. 中学课程辅导:教师教育, 2018, 000(021):P.34-34.
[2] 袁灵利. 多元关注问题突破让作业减负高效--初中数学多元作业设计策略研究[J]. 考试周刊, 2017(A1).
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