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漫谈中考数学中的数学思想之四
——中考数学中的整体思想
史承灼
当我们以常规方法从局部入手去解决问题而思路晦涩或计算繁难,以至于难以达到问题解决的目的时,应变换思维方式,调整思维视角,把要解决的问题的全部或者某一部分视为一个整体,着眼于全局,对问题的整体形式、整体结构等等,从整体上加以分析研究,从而简化解题步骤,优化解题过程。人们通常把这种思想方法称之为整体思想方法。
1、整体变形
例1(云南省)把分解因式结果为 。
解析:本题应使用分组分解法,前两项这一组用平方差公式分解后,含有因式,此时应视此因式为一个整体,再提取这个整体公因式,即:
。
2、整体消元
例2(重庆市)已知关于的一元二次方程的两个不相等的实数根α、β,满足,求m的值。
解析:本题是关于一元二次方程根的对称式问题,应根据一元二次方程的根与系数关系,从整体上把握,并同时消去。∵,∴。又,∴,解得:。又,∴。∴。
3、整体求值
例3(辽宁省)已知:。求代数式的值。
解析:如果把的值直接代入计算,固然可以,但计算量较大,从已知和所求代数式的特点看,应整体考虑和的值。由于,所以。
4、整体求取值范围
例4(内蒙古呼和浩特市)如果为互不相等的实数,且满足关系与,那么的取值范围是 。
解析:由已知,应考虑用完全平方公式从整体上构造不等式。一方面
,∴;另一方面
,∴。所以的取值范围是。
5、整体换元
例5(广州市)解方程。
解析:本题无论是换元还是不换元,都应把视为一个整体,我们给出如下的两种解法。
解法一:设,则有,去分母,得:,解得:。当时,,解得:;当时,,解得:或。经检验,原方程得根是。
解法二:直接去分母,得:,∴,∴,∴。经检验,原方程得根是。
D′
B
C′
B′
D
C
A
6、整体求图形的面积
例6(山东省济南市)当汽车在雨中行驶时,为了看清楚路面,司机要启动前方挡风玻璃上的雨刷器。如图是某汽车的一个雨刷器的示意图,雨刷器杆AB与雨刷器CD在B处固定连接(不能转动),当杆AB绕点A转动90°时,雨刷CD扫过的面积是多少呢?小明仔细观察了雨刷器的转动情况量得CD=80cm,∠DBA=20°,端点C、D与点A的距离分别是115cm、35cm。他经过认真思考只选用了其中的部分数据就求得了结果,你知道小明是怎样计算的吗?也请你算一算雨刷CD扫过的面积
为 cm2(π取3.14)。
解析:这是一道运用整体思想进行割补求解的题目。雨刷扫过的面积
S=S扇形ACC′+S△AC′D′-S扇形ADD′-S△ACD= S扇形ACC′ -S扇形ADD′ =
。可见本题的解答选用了条件:AB绕点A转动90°,端点C、D与点A的距离分别是115cm、35cm。而条件:CD=80cm,∠DBA=20°则属多余。
7、整体寻找规律
例7(河北省鹿泉市)观察下面的点阵图和相应的等式,探究其中的规律:
⑴在图④和图⑤下面的横线上分别写出相应的等式;
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……
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①;②;③;④ ; ⑤ ;……
⑵通过猜想写出与第n个点阵相对应的等式。
O1
O2
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解析:观察点阵图可以发现:每个点阵图从整体上看,正好组成了一个正方形,每条边上的点的个数恰好等于这个点阵图的序号数,所以每个点阵图中点的总数为点阵图序号的平方个;另一方面,每个点阵图中点的个数又等于从1开始的连续奇数的和,且连续奇数的个数与点阵图的序号相同。因此与图④相对应的等式为:;与图⑤相对应的等式为:;与第n个点阵图相对应的等式为:。
8、整体把握图形变换
例8(新疆生产建设兵团)如图,在同一平面上有两个大小相同的圆,其中⊙O1固定不动,⊙O2在其外围相切滚动一周,则⊙O2自转( )周。
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:这类圆的滚动问题有一个一般的解法:无论圆在直线上滚动,还是在曲线上滚动,滚动圆自转的圈数等于圆心移动的路程除以滚动圆的周长。设两圆的半径为R,则点O2移动的路程为,⊙O2的周长为。所以⊙O2自转了(周)。故应选B。值得注意的是,在诸多的图形变换如平移、折叠、旋转等中,大多都要用到整体这一思想方法。
整体思想方法的应用,不仅只有以上几个方面,但是仅由以上几例,我们已经可以看到,在数学解题时,恰当地运用整体思想方法,可以优化解题思路,简化解题环节,少走解题弯路,提高解题速度,增强数学能力,培养创新意识。
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