内容正文:
3.3 探索与表达规律(第2课时)
借助运算解释规律和现象
北师大版 · 七年级数学上册
一、复习引入
上节课我们学会了通过观察、归纳找出规律,并用字母表示规律。
请同学们回忆:
搭x个正方形需要几根火柴棒?
方法1:4+3(x-1) = 3x+1
方法2:1+3x = 3x+1
方法3:4x-(x-1) = 3x+1
方法4:2x+x+1 = 3x+1
不同的思考方式得到了形式不同的表达式,但它们其实是相等的。这说明:
我们可以借助代数式运算,来验证规律是否成立、解释现象背后的道理。
二、做一做:数字游戏
小明对小亮说:你在心里想好一个两位数,按下面步骤计算,把结果告诉我,我就知道你想的数:
① 十位数字乘2;
② 然后加上3;
③ 再把所得新数乘5;
④ 最后加上个位数字。
比如小亮想的是23:
① 2×2=4;② 4+3=7;③ 7×5=35;④ 35+3=38,小亮说38,小明立刻说是23。
再试一个,想的是45:
① 4×2=8;② 8+3=11;③ 11×5=55;④ 55+5=60,说60,答案是45。
结果减15,60-15=45,正好!
为什么?我们用代数式解释。
二、做一做:数字游戏(续)
设十位数字为a,个位数字为b,那么这个两位数是 10a+b。
按步骤计算:
第一步:2a
第二步:2a+3
第三步:5(2a+3) = 10a+15
第四步:10a+15+b = (10a+b)+15
也就是说:计算结果 = 原来的两位数 + 15。
所以只要把结果减去15,就得到原来的两位数!
这就是数学游戏的秘密——用代数运算可以揭示规律。
规律解释方法:设字母表示数→列式表示运算过程→化简→得出结论
三、探究:更简单的数字游戏
游戏规则:
你随便想一个数,按以下步骤运算:
① 这个数加2;
② 乘3;
③ 减去6;
把结果告诉我,我立刻知道你想的是什么数!
比如:想的是5,(5+2)×3-6=21-6=15,结果15,原数就是15÷3=5。
再试:想的是-2,(-2+2)×3-6=0-6=-6,结果-6,原数是-6÷3=-2。
为什么结果总是原数的3倍?用代数验证:
设原数为x,则:3(x+2)-6 = 3x+6-6 = 3x
结果就是3x,所以除以3就是原数。
这说明:无论你想什么数,结果都一定是原数的3倍,与加2减6无关。
四、探究:为什么一个数各位数字之和能被3整除,它就能被3整除
小学我们学过:一个数各位上的数字之和能被3整除,这个数就能被3整除。
为什么?以三位数为例说明。
设三位数的百位是a,十位是b,个位是c,那么这个三位数是:
100a + 10b + c
= 99a + a + 9b + b + c
= (99a+9b) + (a+b+c)
= 9(11a+b) + (a+b+c)
因为 9(11a+b) 肯定能被3整除,所以只要 (a+b+c) 能被3整除,
整个数就能被3整除。
两位数、四位数道理一样:
10a+b = 9a+(a+b)
1000a+100b+10c+d = 999a+99b+9c+(a+b+c+d)
这就是用代数式解释规律的威力。
五、例题
【例1】密码游戏:按下面步骤运算,结果就是你的出生月份。
① 把你的出生月份乘4;
② 加9;
③ 乘25;
④ 减去225。
验证一下这个游戏是否成立,并用代数解释。
解:设出生月份为x(x是1~12的整数)
25(4x+9) - 225
= 100x + 225 - 225
= 100x
结果是100x,所以只要把结果除以100,就得到你的出生月份。游戏成立。
比如:10月出生,25(4×10+9)-225=25×49-225=1225-225=1000,1000÷100=10,正确。
五、例题(续)
【例2】任意写一个两位数,交换十位与个位数字,得到一个新数。
将新数与原数相加,它们的和有什么规律?用代数解释。
试几个例子:
23+32=55,55÷11=5;
47+74=121,121÷11=11;
69+96=165,165÷11=15;
81+18=99,99÷11=9。
看起来和都是11的倍数。
设原数十位a、个位b,则原数=10a+b,新数=10b+a:
和 = (10a+b)+(10b+a) = 11a+11b = 11(a+b)
所以新数与原数的和一定是11的倍数。
差呢?(10a+b)-(10b+a)=9a-9b=9(a-b),差一定是9的倍数。
六、课堂练习
1、按下面步骤运算:任想一个数→乘6→加12→除以6→减2。
用代数验证:结果是什么?
解:设原数x,(6x+12)/6 - 2 = x+2-2 = x,结果等于原数。
2、一个数:①加5;②乘2;③减10,结果是什么?
解:2(x+5)-10 = 2x+10-10 = 2x,结果是原数的2倍。
3、一个两位数,交换十位个位,差为什么是9的倍数?
答:(10a+b)-(10b+a)=9(a-b),是9的倍数。
4、为什么一个数各位数字之和能被9整除,它就能被9整除?
答:三位数:100a+10b+c=99a+9b+(a+b+c)=9(11a+b)+(a+b+c),
所以只要a+b+c能被9整除,原数就能被9整除。
六、课堂练习(续)
5、任意两个奇数的和是什么数?用代数说明。
解:设一个奇数2m+1,另一个奇数2n+1,
和 = (2m+1)+(2n+1) = 2m+2n+2 = 2(m+n+1),是偶数。
6、任意两个偶数的和是什么数?
解:2m+2n=2(m+n),是偶数。
7、一个奇数与一个偶数的和呢?
解:(2m+1)+2n=2(m+n)+1,是奇数。
8、三个连续整数中,首尾两数的和等于中间数的2倍。
验证:设中间数n,三个数n-1,n,n+1,
首尾和=(n-1)+(n+1)=2n,结论成立。
七、拓展提升
读心术游戏:
你想一个三位数ABC,百位与个位不同,把数字反过来得到CBA,
用大数减小数得到差,把差的百位与个位对调再相加,
不管你想什么数,结果永远是1089!
试一下:
325反过来是523,523-325=198,198反过来891,198+891=1089;
712反过来是217,712-217=495,495反过来594,495+594=1089。
为什么?用代数可以证明:
设原数100a+10b+c,反过来100c+10b+a,假设a>c,
差=(100a+10b+c)-(100c+10b+a)=99(a-c)
a-c的可能取值是2到9,99×2=198,99×3=297,…,99×9=891,
这些数反过百位个位相加,都等于1089。
八、课堂小结
本节课主要内容:
1、用代数式解释数字游戏
设字母表示未知量 → 按规则列代数式 → 化简 → 揭示规律
2、用代数解释整除规律
例如:三位数100a+10b+c=99a+9b+(a+b+c),
说明能被3(或9)整除的判断方法
3、代数运算可以解释的几类现象
- 数字游戏(加几乘几再减几)
- 交换数位求和差
- 奇偶性判断
- 连续整数性质
- 整除特征
核心思想:用字母代替具体数字,运算结果显示了一般规律。
九、作业布置
必做题:教材P104 习题3.9 第1、2题。
选做题:设计一个属于你自己的数字游戏,写出运算步骤和代数证明。
思考题:
"你想一个数,乘以3加6,除以3,减去你想的数,结果总是2。"
这句话对吗?用代数验证。
解:(3x+6)/3 - x = x+2-x = 2,正确。
预习:第三章复习题。
同学们再见!
多观察、多思考,数学规律就在身边
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