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实数问题中的数学思想方法
数学思想方法是数学知识的重要组成部分,教材中没有专门的章节介绍它,而是伴随着基础知识的学习而展开的.在学习中一定要重视对常用数学思想方法的总结与提炼,它们是数学的精髓,是解决数学问题的金钥匙,更能使人受益终身.
一、整体思想
整体思想就是在处理问题时,从整体角度思考,即将局部放在整体中去观察分析,探究问题的解决方法,从而使问题得以简捷巧妙地解决.
例1、已知(a+6)+,则 2b2-4b-a 的值为 .
【分析】由(a+6)2 和 都是非负数,根据非负数性质可求出 a 的值和b2- 2b 的值,视 b2-2b 为整体代入,即可求出 2b2-4b-a 的值.
解:∵(a+6)2+ =0,由非负数性质有 a+6=0,b2-2b-3=0,
解得 a=-6,b2-2b= 3,可得 2b2-4b=6,则 2b2-4b-a=6-(-6)=12.
【点评】求得 b2-2b=3 后,也可利用因 式分解或配方法求出 b 的值为3 或-1,再分类代入求值,但较复杂,且易出错.这里发现 b2-2b 与 2b2-4b 有特殊关系,采用整体代入法,十分简捷,由此足见数学思想方法的巨大威力!
在解决实数的有关问题时,常常需要 对问题中包含的多种情况进行分类,再按 类思考,寻找出完整的答案.
二、分类思想
例 2 、已知 x、y 为实数,且 y = - +4,则 x -y =_______.
【分析】根据算术平方根的被开方数非负,夹逼出 x 的值,x 的值有两个,所以要分类求解.
解:根据被开方数非负有 x2-9=≧0 和9- x2 ≧0,
即 x2-9≧0 和 x2-9≤0,从而 x2-9=0, 即 x2=9,
解得 x=±3,此时 y=4.当 x=3,y=4 时, x-y=3-4=-1;
当 x=-3,y=4 时,x-y=-3-4= -7;∴x-y=-1 或-7.
【点评】对于算术平方根,被开方数必 须非负才有意义,所以如果一对相反数同时为算术平方根的被开方数,那么被开方数为 0.
三、模型思想
在解决实数的有关问题时,常常先要 构造非负数(如绝对值、偶次方、算术平方 根等)的和为 0 的模型,再利用非负数的性质来解决问题.
例 3 、已 知 |6-3m| +(n -5)2=3m -6 - ,则m-n=_______;
【分析】一个方程两个未知数,且已知 条件中有非负数,因此构造非负数和为 0 的模型来求解.
解: 由题意,得 m=3,6-3m≤0,于是原式可化为 3m -6 +(n -5)2 =3m -6 -
即(n-5)2+ =0,∴n= 5,m=3,m-n=-2;
【点评】先对已知等式进行变形,构造 出几个非负数的和为 0 的等式,再利用非 负数的性质即可解决问题.
四、数形结合思想
利用数轴上点与实数之间的一一对应关系,由点的位置来判定有关代数式值的符号, 再利用得到的结论来解决问题.
例 4 、实 数 a,b,c 在数轴上对应的点如图 1 所示 , 则下列式子中正确的是( ).
A. ac> bc B. a-b =a-b
C. -a< -b<c D. -a-c> -b-c
【分析】先根据各点在数轴上的位置比较出其大小,再对各选项进行分析即可.
解:由图可知,a< b <0<c,∴ac < bc,故 A 选项错误;
∵a< b,∴a-b <0,∴ a-b =b-a, 故 B 选项错误;
∵ a< b<0,∴ -a> -b, 故 C 选 项错误;
∵ -a>-b,c>0,∴-a-c>-b-c, 故 D选 项正确.
综上所述,选 D.
【点评】本题考查的是实数与数轴上点所表示的数之间的关系,
熟知数轴上各点与实数是一一对应的关系是解答此题的关键.
要谨防忽视符号而造成错误.在计算数轴上线段长度时,要注意点的坐标与线段长的互换,谨防“符号病”.
转化是初中数学中常见的一种数学思想,它的应用十分广泛,在研究和解决实数问题时,经常将复杂问题转化成简单问题,将疑难问题转化成容易问题,将未解决的问题转化成已解决的问题.
五、转化思想
例 5 、1,2,3,… , 100 这 100 个自然数的算术平方根和立方 根中,无理数的个数有 个.
【分析】本题要求无理数的个数,比较复杂.转化一下思考问题的角度,找无理数的个数困难,可先找有理数的个数,分别 找出 1,2,3,… , 100 这 100 个自然数的算术平方根和立方根中有理数的个数后,则无理数的个数就容易求出了.
∵ 12=1,22=4,32=9,… , 102=100,
∴ 1,2