李军华
二元一次方程组是刻画现实世界的有效数学模型,与现实世界有着十分密切的关系.用二元一次方程组解决实际问题的一般方法是根据具体问题中的数量关系列出二元一次方程组并求解并检验所得问题的结果是否符合实际意义.这对同学们分析问题和解决问题的能力有较高的要求.在学习二元一次方程组以前同学们已具备有关一元一次方程的知识和经验,应该有能力通过自主探索和合作交流列出二元一次方程组解决简单的实际问题. 学习用二元一次方程组解决实际问题关键是如何寻找实际问题中的相等关系的分析,只要多经历一些知识的行成和应用过程,多经历一些模型化的过程,体现自己在学习过程中的主动性、独立思考与认真程度,不是机械套用,而是要循序渐进的培养自己思维的准确性、广阔性、灵活性.这样不但使实际问题得到了有效的解决,同时也进一步提高了解方程组的技能.
“鸡兔同笼”问题是我国古代数学著作《孙子算经》中的名题,暗示着我国古代数学的杰出成就.它不仅趣味性强,而且“鸡兔同笼”问题可以用算术方法、一元一次方程等方法求解,但用二元一次方程组求解是最为直接的方法.原题:今有鸡兔同笼上有35头,下有94足.问鸡兔各几何?(题意为:笼里有鸡和兔,共有35只头,94只足.问鸡和兔各几只?)用方程组表达实际问题的意义时要突出解决问题的过程,即设未知数,找出两个相等关系,列出方程组.现将分析的思维方法展示如下:设鸡有x只,兔有y只,得相等关系两个,鸡头+兔头=35,鸡足+兔足=94.将鸡头、兔头、鸡足、兔足分别用x、y代数式表示则得到一个二元一次方程组x+y=35,
2x+4y=94.解之得x=23,
y=12.则问题得到解决.像这样的问题不胜枚举,现再举一例:我国明朝程大位所著《算法统宗》中有一道“百僧问题”. 原题:一百馒头一百僧,大僧三个更无争,小僧三人分一个,大小和尚各几人?(题意为:有100个馒头和100个和尚,大和尚每人吃三个,三个小和尚分一个.问大小和尚各有几人)思维方法:设大和尚x人,小和尚y人,得相等关系两个,大和尚+小和尚=100,大和尚所吃馒头+小和尚所吃馒头=100.将大和尚、小和尚、大和尚所吃馒头、小和尚所吃馒头分别用x、y代数式表示则得到一个二元一次方程组x+y=100,
3x+13y=100.解之则问题得到解决.当然这个问题也可以用一元一次方程的相关知识加以解决(解法:设大和尚x人,则小和尚有(100-x)人,根据题意列方程:3x+13(100-x)=100,解得x=25,即大小和尚分别为25人和75人.)通过对比同学们可以体会用二元一次方程组解决实际问题比用一元一次方程解决问题思路更加直接,方法也较简单.
既然如此,那么从实际问题到方程组,问题的探究经历了那些过程呢?答案就是从实际问题开始首先是到数学问题,再从数学问题到列出方程组,正确列出方程组的关键在于弄清题意,恰当地设未知数,找出问题中的两个相等关系.方法就是化实际问题到数学中的二元一次方程组问题来解决.通过对上面2个例子的学习,你是否觉得自己还有很多潜力没有挖掘出来呢?这里再举几个题目供大家思考并解决.
(1) 小明买了80分与1元的邮票共10枚,花了9元.80分与1元的邮票各买了多少枚?
(2) “百钱百货”古算题:柑三梨四,一钱枣子买14. 百钱买百货,问柑、梨、枣各买几何?
(3) 著名数学家欧拉的著作中的百蛋问题:两个农妇一共带着100个鸡蛋到市场去卖.两个人的蛋数不同,但卖得的钱数一样.第一个农妇对第二个说:“如果你的鸡蛋换给我,我可以卖得15个铜币.”第二个回答道:“如果你的鸡蛋换给我,我就只能卖得20/3个铜币.”问她们各有鸡蛋多少个?
其实,探究实际问题的分析和解决,除了解题,自编问题交流解答更能挑战思维,同时锻炼我们的独创和探索精神,建立对数学的自信,让自己的思维能力产生一轮又一轮的飞跃.