在数学学习中,数形结合是一种典型的几何直观方法。下面以数轴或绝对值为背景,对同学们出现的一些错误进行剖析。
例1 利用數轴可以解决生活中的实际问题:小英妈妈开车从家出发,向西开了500m,到健身馆游泳,然后向西开了400m到超市买菜,又向东开了1km到小英学校接她放学。(1)请以小英家为原点,以向东方向为正方向,用1个单位长度表示100m,画出数轴,并在数轴上标出健身馆、超市、学校、小英家。(2)小英家距超市多远?小英妈妈共行驶了多少m?
【错解】在第(2)问,有不少同学计算小英妈妈行驶的路程为:-500+(-400)+1000=100m。
【错解分析】本题要注意条件,题中的单位有m、km,首先要统一单位;这里向东为正,向西为负,所以“+”“-”只表示方向。一些同学在做题过程中,忘了路程不能为负数这一事实。小英妈妈行驶的路程应该是所有路程的和。
【正解】(1)规定小英家为原点,向东的方向为正,向西为负,一个单位长度表示100m,画出数轴如图1。
图1
(2)由图可知:小英家距超市900m。根据绝对值的意义,列出算式:[-400]+[-500]+[1000]=500+400+1000=1900m。小英妈妈共行驶了1900m。
变式1 某出租车从停车场出发,沿着东西向的大街行驶。到晚上6时,出租车一天行驶记录如下(向东记为正,向西记为负,单位:km):+10、-3、+4、+2、+8、+5、-2、-8、
+12、-5、-7。(1)到晚上6时,出租车在什么位置?(2)若汽车每km耗0.2L油,则从停车场出发到晚上6时,出租车共耗油多少L?
参考答案:(1)出租车在停车场东面16km处;(2)出租车耗油13.2L。
例2 [4-1]表示4与1差的绝对值,也可以理解为4与1两个数在数轴上所对应的两点之间的距离;[4+1]可以看作[4--1],表示4与-1的差的绝对值,也可以理解为4与-1两个数在数轴上所对应的两点间的距离。请根据以上表述,计算:
(1)[4--1]= 。(2)[5+2]= 。(3)利用数轴找出所有符合条件的整数x,使得[x+3]=5,则x= 。(4)利用数轴找出所有符合条件的整数x,使得[x+3]+[x-2]=5,这样的整数x是 。
【错解】(1)(2)较基础,正确率较高。
(3)中,一些同学只得出x=2,漏解x=-8。
(4)中,同学们的错误也是漏解,大多数同学会写出x=0、-3、2。
【错解分析】(3)中,同学们习惯于2+3=5,而忽略绝对值的概念。实际去掉绝对值符号,得x+3=±5。(4)有一定的难度,同学们会凑答案,而不会去画数轴,利用绝对值的几何意义解决。
【正解】(1)5;(2)7。
(3)[x+3]=[x--3]=5,这可以理解为:到-3所对应的点的距离为5个单位长度的整数点有哪些?我们利用绝对值的几何意义画出图2,从数轴上可直接得出,x=2或-8。
图2
(4)我们可以这样来变形:[x+3]+[x-2]=[x--3]+[x-2]=5,这可以理解为:到-3和2所对应的点的距离之和为5个单位长度的整数点有哪些?因为-3和2所对应的点的距离正好为5个单位长度,如图3所示,在A、B两点间的整数点有:A、C、D、O、E、B,都符合题意。所以符合题意的整数是:-3,-2,-1,0,1,2。
图3
变式2 已知[x+3]+[x-2]=7,x是整数,则满足该等式的x的值是。
【错解】x是4、-5。
【错解分析】设在数轴上,-3对应的点为A,2对应的点为B,x对应的点为D。一些同学没有正确理解题意,误认为AB+BD=7,或者AB+AD=7,导致错解。
【正解】我们在数轴上把A、B两点标出来,然后分情况讨论x。
(1)当D点在线段AB内部,即-3≤x≤2时,如图4,AD+DB=5,不合题意,舍去。
图4
(2)当D点在B点右侧,即x>2时,如图5。因为AD+BD=7,即AB+2BD=7,又AB=5,所以BD=1。此时x=3。
图5
(3)当D点在A点左侧,即x<-3时,如图6。因为AD+BD=7,即AB+2AD=7,又AB=5,所以AD=1。此时x=-4。
图6
综上,x的值是3、-4。
(作者单位:江苏省常州市武进区坂上初级中学)