文/孙晋芳
“一元”到“二元”,“二元”至“三元”,量变质不变,建立了新的数学模型;“三元”回到“二元”,再到“一元”,运用了转化的数学思想。“回到定义”是一项很重要的思维活动,有助于我们突破重难点。我们可以借助定义中的关键词,找到解题的突破口。我们通过以下几个例子一起感受这种方法的魅力。
同学们能类比一元一次方程的概念,给二元一次方程下个定义吗?(核心词是:含两个未知数,且未知项的最高次数为1。)
例1若方程(k2-4)x2+(2k-4)x+(k+3)y+3k=0是关于x、y的二元一次方程,则k的值为________。
【解析】由二元一次方程的定义(含有两个未知数,且未知项的次数是1 的整式方程)可知,k2-4=0,2k-4≠0,k+3≠0,从而解得k=-2。
【点评】题设中出现与解题有关的概念,无疑是“回到定义”最好的提示。抓住二元一次方程概念中的“二元”和“二次项次数”“整式方程”等关键词是解题的关键。
大道至简,将复杂、陌生的问题转换为简单、熟悉的问题是解决问题的有效策略。解二元一次方程组,主要利用消元思想:先将未知数的个数由两个转化为一个,再利用解一元一次方程的方法,求得未知数的值。消元法主要有代入消元法和加减消元法。
例2解方程组:
【解析】如果直接用代入消元法或加减消元法求解,运算量比较大,也容易出错。如果我们把方程组中的(2x+3y)看作一个整体,把(2x-3y)看作另一个整体,通过换元,也可以解决问题。
解:令m=2x+3y,n=2x-3y。原方程组化为:
【点评】解决此类问题,如果按照常规解题思路,很麻烦。同学们在下笔前要先仔细观察“式结构”,对方程组中的“式结构”特征加以识别,再回到“消元法”,选择恰当的方法解决问题。
众所周知,在解决问题时,审题是关键。二元一次方程组是刻画现实生活的重要数学模型,它为现实生活中涉及多个未知数的问题提供了数学模型和解题策略。
例3甲、乙两个工程队共同修建150km 的公路,原计划30 个月完工。实际施工时,甲队通过技术创新,施工效率提高了50%;乙队施工效率不变,结果提前5个月完工。甲、乙两个工程队原计划平均每月分别修建多长的公路?
【解析】本题有两组相等关系:(甲工程队原来的工作效率+乙工程队的工作效率)×30=150,(甲工程队现在的工作效率+乙工程队的工作效率)×(30-5)=150。根据等量关系,列出二元一次方程组即可。
解:设甲工程队原计划平均每月修建xkm,乙工程队原计划平均每月修建ykm,则两队原计划平均每月修建(x+y)km,甲队技术创新后两队平均每月修建[(1+50%)x+y]km,根据等量关系可列出方程组
答:甲工程队原计划平均每月修建2km,乙工程队原计划平均每月修建3km。
【点评】列方程组解决实际问题,要从复杂的语境中提炼出描述数量关系的关键句,其本质与列一元一次方程一样,要根据“已知”“未知”之间的数量关系列出方程。一般有几个未知数,就列出几个方程,所列方程必须满足:(1)方程两边表示的是同类量;(2)同类量的单位要统一;(3)方程两边的数值要相等。