内容正文:
3.2.1 代数式的值的概念与代入求值
一、学习目标
【知识技能】理解代数式的值的概念,掌握直接代入求值的方法和步骤,能正确代入数值计算简单代数式的值。
【数学思考】经历从具体数值到代数式求值的过程,体会字母表示数的意义,发展符号意识。
【问题解决】能按照正确的步骤代入求值,会处理负数、分数代入时的括号问题。
【核心素养】通过代入求值的规范训练,培养严谨的运算习惯和认真细致的学习态度。
二、学习重难点
【重点】代数式的值的概念,直接代入求值的方法和步骤。
【难点】负数和分数代入时的括号问题,以及多个字母的代数式求值。
三、情境导入
【生活情境】学校运动会领奖台
学校运动会要搭建一个长方形领奖台,设计要求长比宽多2米。
问题1:如果设宽为 x 米,那么长可以表示为______米;
领奖台的周长可以表示为________米;
领奖台的面积可以表示为________平方米。
问题2:当 x = 3 时,长 = ____ 米,周长 = ____ 米,面积 = ____ 平方米。
问题3:当 x = 5 时,长 = ____ 米,周长 = ____ 米,面积 = ____ 平方米。
想一想:对于同一个代数式,当字母取不同的值时,计算结果相同吗?
【概念生成】代数式的值
定义:用数值代替代数式里的字母,按照代数式中的运算关系计算得出的结果,
叫做代数式的值。
关键词:①代入 ②计算 ③结果
注意:代数式的值是由代数式里字母所取的值确定的,字母取不同的值,
代数式的值可能不同,也可能相同。
四、合作探究
探究点1:代数式的值的概念理解
【活动】判断下列说法是否正确,并说明理由。
(1) 代数式的值一定是正数。( )
(2) 代数式 2x + 1 的值一定比 1 大。( )
(3) 对于代数式 x²,x 取不同的值,代数式的值一定不同。( )
(4) 当 x = 0 时,代数式 3x 的值是 3。( )
(5) 代数式的值是由字母的取值决定的。( )
图1:代入求值的两种基本类型
探究点2:代入求值的步骤与方法
图2:代数式求值一般步骤
【做一做】填表练习
根据给出的 x 值,计算对应的代数式的值,填入下表:
x
-3
-1
0
2
5
x + 2
3x - 1
【方法归纳】代入求值的四步曲
1. 抄写:写出代数式(或指明代数式);
2. 代入:将字母的值代入代数式,一一对应,不能混淆;
3. 计算:按照运算顺序计算结果;
4. 检查:检查符号、运算顺序是否正确。
格式要求:
当 x = ... 时,
代数式 = 代入后的式子 = 计算过程 = 结果
探究点3:负数和分数的代入技巧
图3:代入求值的正确与错误对比
【练一练】判断对错并改正
判断下列计算是否正确,错误的请改正。
(1) 当 a = -3 时,a² = -3² = -9 ( )
改正:
(2) 当 b = 2 时,3b² = 3×2² = 6² = 36 ( )
改正:
(3) 当 x = -1 时,2x + 3 = 2 - 1 + 3 = 4 ( )
改正:
【特别提醒】三大注意事项
① 代入负数时,一定要加上括号,尤其是乘方运算时!
② 代入分数时,遇到乘方或乘法,也要加上括号!
③ 代数式中省略的乘号,代入数值后要补上!
五、典型例题
题型一:单字母直接代入求值
【例1】当 x = -2 时,求下列代数式的值:
(1) 2x + 5 (2) x² - 3 (3) -x² + 1
【解析】
(1) 当 x = -2 时,
2x + 5 = 2 × (-2) + 5 = -4 + 5 = 1
(2) 当 x = -2 时,
x² - 3 = (-2)² - 3 = 4 - 3 = 1
(3) 当 x = -2 时,
-x² + 1 = -(-2)² + 1 = -4 + 1 = -3
【注意】-x² 表示 x² 的相反数,底数是 x,不是 -x。
题型二:多字母直接代入求值
【例2】当 a = 3,b = -2 时,求下列代数式的值:
(1) a + 2b (2) a² + b² (3) (a + b)²
【解析】
(1) 当 a = 3,b = -2 时,
a + 2b = 3 + 2 × (-2) = 3 + (-4) = -1
(2) 当 a = 3,b = -2 时,
a² + b² = 3² + (-2)² = 9 + 4 = 13
(3) 当 a = 3,b = -2 时,
(a + b)² = [3 + (-2)]² = 1² = 1
【思考】比较(2)和(3)的结果,你发现了什么?a² + b² 与 (a + b)² 相等吗?
题型三:代数式求值的简单应用
【例3】某商店出售一种水果,每千克售价为 m 元。第一天卖出 20 千克,第二天卖出 30 千克。
(1) 用代数式表示这两天的总销售额;
(2) 当 m = 8 时,求这两天的总销售额是多少元。
【解析】
(1) 两天总销售额 = (20 + 30)m = 50m(元)
(2) 当 m = 8 时,50m = 50 × 8 = 400(元)
答:这两天的总销售额是 400 元。
六、错误诊所
【易错点1】代入负数漏加括号
病例:当 x = -5 时,求 x² 的值。
错解:x² = -5² = -25
诊断:错误在于没有给负数加括号,-5² 表示 5² 的相反数,结果是 -25;
而 (-5)² 表示 -5 的平方,结果是 25。
正确解法:x² = (-5)² = 25
警示:代入负数时,特别是进行乘方运算时,一定要给负数加上括号!
【易错点2】运算顺序错误
病例:当 x = 3 时,求 2x² - 3 的值。
错解:2x² - 3 = 2 × 3² - 3 = 6² - 3 = 36 - 3 = 33
诊断:运算顺序错误。应该先算乘方 3² = 9,再算乘法 2×9 = 18,最后算减法。
正确解法:2x² - 3 = 2 × 3² - 3 = 2 × 9 - 3 = 18 - 3 = 15
警示:牢记运算顺序:先乘方,再乘除,最后加减,有括号先算括号内。
【易错点3】漏代字母或张冠李戴
病例:当 a = 2,b = 3 时,求 3a - 2b 的值。
错解:3a - 2b = 3 × 2 - 2 = 6 - 2 = 4
诊断:第二项的 b 忘记代入了,应该代入 b = 3。
正确解法:3a - 2b = 3 × 2 - 2 × 3 = 6 - 6 = 0
警示:多个字母时,要逐个对号入座,不能漏代,也不能把 a 的值代给 b。
七、达标检测
A组 基础巩固
1. 当 x = 2 时,代数式 x + 3 的值是( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
2. 当 a = -1 时,代数式 2a + 3 的值是( )
A. -1 B. 1 C. 5 D. -5
3. 当 x = 3 时,代数式 x² 的值是( )
A. 6 B. 9 C. 5 D. 3
4. 当 a = -2 时,代数式 a² - 1 的值是( )
A. -5 B. -3 C. 3 D. 5
5. 填表:
x
-2
0
1
3
3x - 1
x² + 2
6. 当 a = 2,b = -3 时,求下列代数式的值:
(1) 2a + b (2) a² + b² (3) ab - 1
B组 能力提升
7. 下列说法正确的是( )
A. 代数式的值是固定不变的
B. 当 x = 0 时,代数式 2x 的值是 2
C. 代数式的值只能是正数
D. 代数式的值由字母的取值决定
8. 当 x = -1,y = 2 时,代数式 x² - xy 的值是( )
A. -3 B. -1 C. 1 D. 3
9. 已知 x = 2 时,代数式 2x² + 3x + c 的值是 10,求 c 的值。
10. 某校七年级有学生 a 人,八年级学生人数比七年级的 2 倍少 50 人。
(1) 用代数式表示八年级的学生人数;
(2) 当 a = 120 时,求八年级的学生人数。
C组 拓展创新
11. 【规律探究】观察下列代数式的值的变化情况:
当 x = 1 时,2x + 1 = 3; 当 x = 2 时,2x + 1 = 5;
当 x = 3 时,2x + 1 = 7; 当 x = 4 时,2x + 1 = 9;
......
(1) 随着 x 的值逐渐增大,代数式 2x + 1 的值怎么变化?
(2) 当 x = 10 时,代数式 2x + 1 的值是多少?
(3) 若代数式 2x + 1 的值是 21,求 x 的值。
12. 【新定义】我们规定:对于任意有理数 a、b,都有 a ⊕ b = 2a - b。
例如:3 ⊕ 4 = 2 × 3 - 4 = 2。
(1) 求 (-2) ⊕ 3 的值;
(2) 若 x ⊕ (-1) = 5,求 x 的值;
(3) 若 1 ⊕ x = 3,求 x 的值。
八、中考链接
【中考真题1】(2023·广西中考)
当 x = -1 时,代数式 3x + 1 的值是( )
A. -1 B. -2 C. -3 D. -4
【中考真题2】(2024·江苏徐州中考改编)
当 a = -2 时,代数式 a² 的值为( )
A. -4 B. 4 C. -2 D. 2
九、数学文化
【数学史话】"代数"一词的由来
"代数"(algebra)一词源于阿拉伯数学家花拉子米(约780-850)的著作
《还原与对消的科学》(Kitab al-jabr wa'l-muqabalah)。
书中的"al-jabr"(还原)一词,后来演变成拉丁语的"algebra",
再传入中国后被翻译为"代数"。
花拉子米被称为"代数之父",他的著作在欧洲被广泛使用了几个世纪。
在他那个时代,人们还没有使用符号来表示未知数和运算,
所有的数学问题都是用文字来叙述和解决的,叫做"修辞代数"。
直到16世纪,法国数学家韦达才开始系统地用字母表示数,
使得代数从"修辞代数"发展到"符号代数",数学表达变得更加简洁和通用。
现在我们学习的代数式求值,就是符号代数的基础内容之一。
十、小结与反思
【知识梳理】
• 概念:用数值代替代数式里的字母,按照运算关系计算得出的结果,叫做代数式的值
• 步骤:抄写 → 代入 → 计算 → 检查
• 关键:对号入座,负数分数要加括号,省略乘号要补上
• 关系:代数式的值随字母取值的变化而变化
【方法技巧】
• 代入技巧:一要对号,二要加括号,三要补乘号
• 计算技巧:按运算顺序,先乘方,再乘除,最后加减
• 检验方法:将结果代回原式,或用不同方法验算
【易错警示】
1. 负数代入不加括号,导致符号错误;
2. 分数代入乘方不加括号,导致运算顺序错误;
3. 多个字母时代入错位,张冠李戴;
4. 省略乘号的地方,代入数值后忘记补乘号;
5. 运算顺序混乱,先加减后乘除。
【学习反思】
□ 我理解了代数式的值的概念
□ 我能正确代入数值计算代数式的值
□ 我掌握了负数和分数代入时加括号的技巧
□ 我能正确处理多字母的代入求值
□ 我能解决简单的代数式求值实际问题
我的困惑:________________________________________________
我的收获:________________________________________________
参考答案
一、学习目标
(略,见正文)
二、学习重难点
(略,见正文)
三、情境导入
问题1. 长:(x+2) 米;周长:2(x+2+x) = (4x+4) 米;面积:x(x+2) 平方米
问题2. 长=5米,周长=16米,面积=15平方米
问题3. 长=7米,周长=24米,面积=35平方米
四、合作探究
探究点1 判断. (1) ×,如 x = -1 时,x+1 = 0,不是正数(2) ×,当 x 是负数时,2x+1 可能小于1(3) ×,如 x = 2 和 x = -2 时,x² 都等于 4(4) ×,当 x = 0 时,3x = 0(5) √
探究点2 填表. x+2:-1, 1, 2, 4, 7; 3x-1:-10, -4, -1, 5, 14
探究点3 练一练. (1) 错,改正:a² = (-3)² = 9(2) 错,改正:3b² = 3×2² = 3×4 = 12(3) 错,改正:2x + 3 = 2×(-1) + 3 = -2 + 3 = 1
五、典型例题
例1. (1) 1; (2) 1; (3) -3
例2. (1) -1; (2) 13; (3) 1
例3. (1) 50m 元; (2) 400 元
六、错误诊所
(略,见正文解析)
七、达标检测
A组 基础巩固
1. A. 5
2. B. 1
3. B. 9
4. C. 3
5. 3x-1:-7, -1, 2, 8; x²+2:6, 2, 3, 11
6. (1) 2×2 + (-3) = 1; (2) 4 + 9 = 13; (3) 2×(-3) - 1 = -7
B组 能力提升
7. D
8. D. 3 ( (-1)² - (-1)×2 = 1 + 2 = 3 )
9. 当 x = 2 时,2×4 + 3×2 + c = 10 → 8 + 6 + c = 10 → c = -4
10. (1) (2a - 50) 人; (2) 2×120 - 50 = 190 人
C组 拓展创新
11. (1) 随着 x 增大,2x+1 的值也逐渐增大;(2) 当 x = 10 时,2×10 + 1 = 21;(3) 2x + 1 = 21 → x = 10
12. (1) 2×(-2) - 3 = -7;(2) 2x - (-1) = 5 → 2x + 1 = 5 → x = 2;(3) 2×1 - x = 3 → x = -1
八、中考链接
真题1. B
真题2. B
九、数学文化
(略,阅读了解)
十、小结与反思
(略,自行总结)
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