文/孫晉芳
“一元”到“二元”,“二元”至“三元”,量變質不變,建立了新的數學模型;“三元”回到“二元”,再到“一元”,運用了轉化的數學思想?!盎氐蕉x”是一項很重要的思維活動,有助于我們突破重難點。我們可以借助定義中的關鍵詞,找到解題的突破口。我們通過以下幾個例子一起感受這種方法的魅力。
同學們能類比一元一次方程的概念,給二元一次方程下個定義嗎?(核心詞是:含兩個未知數,且未知項的最高次數為1。)
例1若方程(k2-4)x2+(2k-4)x+(k+3)y+3k=0是關于x、y的二元一次方程,則k的值為________。
【解析】由二元一次方程的定義(含有兩個未知數,且未知項的次數是1 的整式方程)可知,k2-4=0,2k-4≠0,k+3≠0,從而解得k=-2。
【點評】題設中出現與解題有關的概念,無疑是“回到定義”最好的提示。抓住二元一次方程概念中的“二元”和“二次項次數”“整式方程”等關鍵詞是解題的關鍵。
大道至簡,將復雜、陌生的問題轉換為簡單、熟悉的問題是解決問題的有效策略。解二元一次方程組,主要利用消元思想:先將未知數的個數由兩個轉化為一個,再利用解一元一次方程的方法,求得未知數的值。消元法主要有代入消元法和加減消元法。
例2解方程組:
【解析】如果直接用代入消元法或加減消元法求解,運算量比較大,也容易出錯。如果我們把方程組中的(2x+3y)看作一個整體,把(2x-3y)看作另一個整體,通過換元,也可以解決問題。
解:令m=2x+3y,n=2x-3y。原方程組化為:
【點評】解決此類問題,如果按照常規解題思路,很麻煩。同學們在下筆前要先仔細觀察“式結構”,對方程組中的“式結構”特征加以識別,再回到“消元法”,選擇恰當的方法解決問題。
眾所周知,在解決問題時,審題是關鍵。二元一次方程組是刻畫現實生活的重要數學模型,它為現實生活中涉及多個未知數的問題提供了數學模型和解題策略。
例3甲、乙兩個工程隊共同修建150km 的公路,原計劃30 個月完工。實際施工時,甲隊通過技術創新,施工效率提高了50%;乙隊施工效率不變,結果提前5個月完工。甲、乙兩個工程隊原計劃平均每月分別修建多長的公路?
【解析】本題有兩組相等關系:(甲工程隊原來的工作效率+乙工程隊的工作效率)×30=150,(甲工程隊現在的工作效率+乙工程隊的工作效率)×(30-5)=150。根據等量關系,列出二元一次方程組即可。
解:設甲工程隊原計劃平均每月修建xkm,乙工程隊原計劃平均每月修建ykm,則兩隊原計劃平均每月修建(x+y)km,甲隊技術創新后兩隊平均每月修建[(1+50%)x+y]km,根據等量關系可列出方程組
答:甲工程隊原計劃平均每月修建2km,乙工程隊原計劃平均每月修建3km。
【點評】列方程組解決實際問題,要從復雜的語境中提煉出描述數量關系的關鍵句,其本質與列一元一次方程一樣,要根據“已知”“未知”之間的數量關系列出方程。一般有幾個未知數,就列出幾個方程,所列方程必須滿足:(1)方程兩邊表示的是同類量;(2)同類量的單位要統一;(3)方程兩邊的數值要相等。