例題是我們數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中不可或缺的資源。充分挖掘教材例題的潛在功能,能幫助我們建立起數(shù)學(xué)思維,提高解決問題的能力。下面以蘇科版數(shù)學(xué)教材九(上)第25頁的問題2為例,談?wù)劺}的拓展,以促進(jìn)思維發(fā)展。
【原題呈現(xiàn)】某商店6月份的利潤是2500元,要使8月份的利潤達(dá)到3600元,平均每月利潤增長的百分率是多少?
詳細(xì)解答過程見教材。從問題的解答過程中,我們知道,增長率問題的實質(zhì)是同一個數(shù)量經(jīng)過一次增長得到a(1+x)=b(a是原始數(shù)量,b是變化后的數(shù)量),在一次增長后再以相同的百分率增長一次,就有a(1+x)2=b的模型。
思考一:增長率問題到變化率問題
問題1 某商店6月份的利潤是2500元,由于經(jīng)營不善,到8月份的利潤為1600元,平均每月降低的百分率是多少?
【解析】設(shè)平均每月降低的百分率是x。根據(jù)題意,得2500(1-x)2=1600。解得x1=0.2,x2=1.8(不合題意,舍去)。所以平均每月降低的百分率是20%。
【點評】與增長率問題一樣,問題涉及n次相同減少(降低)時,則有a(1-x)n=b。
拓展1 某商店6月份的利潤是2500元,如果6、7、8月份的利潤總和為9100元,平均每月增長的百分率是多少?
【解析】設(shè)平均每月利潤增長的百分率是x,則7月份的利潤是2500(1+x)元,8月份的利潤是2500(1+x)2元。根據(jù)題意,得2500+2500(1+x)+2500(1+x)2=9100。解得x1=0.2,x2=-3.2(不合題意,舍去)。所以平均每月利潤增長的百分率是20%。
【點評】不能把方程列為2500(1+x)2=9100。因為題目中的“9100元”是三個月份的利潤總和,而非8月份的利潤。
拓展2 某農(nóng)場2020年種植了10畝地的南瓜,畝產(chǎn)量為2000kg。根據(jù)市場需求,2021年該農(nóng)場擴(kuò)大了種植面積,并且全部種植了高產(chǎn)的新品種南瓜。若南瓜種植面積的增長率是畝產(chǎn)量增長率的2倍,2021年南瓜的總產(chǎn)量為60000kg,求南瓜畝產(chǎn)量的增長率。
【解析】設(shè)南瓜畝產(chǎn)量的增長率為x,則種植面積的增長率為2x。根據(jù)題意,得10(1+2x)·2000(1+x)=60000。解得x1=0.5,x2=-2(不合題意,舍去)。所以南瓜畝產(chǎn)量的增長率為50%。
【點評】本題種植面積這個數(shù)量只經(jīng)過一次變化,畝產(chǎn)量這個數(shù)量也只經(jīng)過一次變化,而這兩個數(shù)量之間存在一定的制約關(guān)系(畝產(chǎn)量×畝數(shù)=總產(chǎn)量),那么我們就可以根據(jù)這種制約關(guān)系來列方程求解。
思考二:增長率大于或等于1
問題2 某公司計劃兩年內(nèi)把產(chǎn)量翻兩番,如果每年比上一年提高的百分?jǐn)?shù)相同,求這個百分?jǐn)?shù)。
【解析】設(shè)這個百分?jǐn)?shù)為x,原來的產(chǎn)量為1,則1×(1+x)2=1×4。解得x1=1,x2=-3(不合題意,舍去)。所以這個百分?jǐn)?shù)是100%。
【點評】當(dāng)增長率為1(即100%)時,每增長一次翻一番。“番”是按幾何級數(shù)計算的,與“倍”的算術(shù)級數(shù)計算方式不同。翻n番就在原數(shù)量的基礎(chǔ)上乘2n。
拓展1 有一個人患了流感,經(jīng)過兩輪傳染后共有225人患了流感,則平均每人每輪傳染多少人?
【解析】設(shè)平均每人每輪傳染x個人。根據(jù)題意,得1×(1+x)2=225。解得x1=14,x2=-16(不合題意,舍去)。所以平均每人每輪傳染14人。
【點評】此題的每人每輪傳染14人可以理解為增長率為1400%。傳染問題、電腦病毒傳播問題等,都可以歸為增長率問題,只不過增長率為大于1的整數(shù)。
拓展2 某活動小組在一次野外實踐時,發(fā)現(xiàn)一種植物主干長出若干數(shù)目的枝干,每個枝干又長出與枝干同樣數(shù)目的小分枝,主干、枝干、小分枝的總數(shù)是43,求這種植物的每個枝干長出的小分枝的個數(shù)。
【解析】設(shè)這種植物每個枝干長出的小分枝個數(shù)是x。根據(jù)題意,得1×(1+x)2=43+x。整理,得x2+x-42=0。解得x1=-7(不合題意,舍去),x2=6。所以這種植物的每個枝干長出的小分枝的個數(shù)為6。
【點評】第一次增長時,主干長出x個枝干;第二次增長時,每個枝干又長出x個小分枝,但主干上沒有再長出新枝干。雖不是增長率問題,但是我們可以假設(shè)第二次增長時主干上也長出x個新枝干,則主干、枝干、小分枝的總數(shù)應(yīng)該為1×(1+x)2。這樣,問題就又轉(zhuǎn)化為增長率問題了。本題也可以分別考慮主干、枝干、小分枝的數(shù)量,再根據(jù)它們的總和為43,列出方程1+x+x2=43。
(作者單位:南京師范大學(xué)附屬中學(xué)宿遷分校學(xué)院路校區(qū))