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整体思想就是在研究和解决有关数学问题时,通过把握研究问题的整体形式、整体结构、整体特征,对问题进行整体处理的思想方法.从整体上去认识问题,思考问题,常常能化繁为简,变难为易,同时又能培养大家思维的灵活性、敏捷性.整体思想在“整式乘法与因式分解”这一章中的主要体现形式有:整体代入、整体加减、整体代换等,下面我们就一起来看看吧.
例1 已知xy2=-1,求-xy(x3y7-3x2y5-y)的值.
【分析】本题根据条件显然无法求出x、y的值,只能考虑在所求代数式中构造出xy2的形式.
解:原式=-(xy·x3y7-xy·3x2y5-xy·y)
=-(x4y8-3x3y6-xy2)
=-x4y8 3x3y6 xy2
=-(xy2)4 3(xy2)3 xy2.
当xy2=-1时,
原式=-(-1)4 3×(-1)3 (-1)
=-5.
【说明】本题在处理单项式与多项式相乘的时候,也可以将-xy看成一个单项式,用-xy与多项式的每一个项相乘,再把所得的积相加.
例2 若m [1m]=3,则m2 [1m2]的值是( ).
A.7 B.11 C.9 D.1
【分析】本題根据条件虽然是可以求出m的值,但代入求值时非常麻烦.那么我们就想到了将m [1m]看成一个整体.利用完全平方公式(a b)2=a2 2ab b2,则(m [1m])2=m2 2m×[1m] [1m2],此处m×[1m]=1,再将m [1m]=3代入即可.
解:∵(m [1m])2=m2 2m×[1m] [1m2],
又∵m [1m]=3,m×[1m]=1,
∴32=m2 2 [1m2],
∴9=m2 2 [1m2],
∴m2 [1m2]=7.故选A.
【说明】本题比较灵活,首先由m [1m]=3,求m2 [1m2]的值,想到将m [1m]=3的两边进行平方,套用完全平方公式;其次这里利用到了一个隐含条件m×[1m]=1.
例3 若a、b满足(a b)(a b-2) 1=0,则a b= .
【分析】本题可以考虑求出a、b的值,再代入计算a b的值,但是我们发现只有一个方程,却有两个未知数,所以这里的a、b无法求出.经观察,我们发现此处可以将a b看成整体,转化后等号的左边正好是完全平方式.
解:将(a b)看成整体,原方程可化为:
(a b)[(a b)-2] 1=0,
(a b)2-2(a b) 1=0,
(a b-1)2=0,
a b-1=0,
a b=1.
【说明】本题的处理结果正好是完全平方公式,所以可以求出a b的值.大家可以思考,如果等号的左边不是完全平方式,你将怎样求出a b的值,思考好后,试着完成下面的变式训练:若a-b=1,则求a2-b2-2b的值.
【分析】本题中由a-b=1,不能求得a、b的值,那么观察所要求的代数式a2-b2-2b,可以变形为(a b)(a-b)-2b=a b-2b=a-b=1.
解:原式=(a b)(a-b)-2b
=a b-2b
=a-b
=1.
【说明】本题是整体代入,在无法求出a和b的值的情况下,应处理所求的代数式,利用平方差公式将其变形出a-b这一整体;本题也可以将a=b 1代入,即原式=(b 1)2-b2-2b=b2 2b 1-b2-2b=1.
例5 已知a b=7,ab=6,求a2b ab2的值.
【分析】本题首先想到的是根据a b=7,ab=6,求出a、b的值,再代入代数式中求得结果;但是经过分析可将a2b ab2因式分解为ab·(a b),再将ab=6,a b=7整体代入可以使问题的解决更简单.
解:原式=ab(a b),
当ab=6,a b=7时,原式=42.
【说明】先将代数式因式分解,再通过整体代入是一种求代数式值的常用方法.
例6 将下列各式因式分解:
(1)(x2 1)2-10(x2 1) 25;
(2)16(x 4)2-9;
(3)a(a2-b2)-b(b2-a2).
【分析】重温一下概念,因式分解:把一个多项式写成几个整式积的形式叫做多项式的因式分解.而因式分解首先要考虑的是提公因式,其次考虑套用公式,最后要检查因式分解是否彻底.对于(1)无公因式可提,将x2 1看成整体可先套用完全平方公式,之后再套用平方差公式;(2)无公因式可提,将(x 4)看成整体可套用平方差公式;(3)将其后面的因式b2-a2提取负号后可变为-(a2-b2),再提取公因式a2-b2,接着套用平方差公式.
解:(1)原式=(x2 1-5)2
=(x2-4)2
=[(x 2)(x-2)]2
=(x 2)2(x-2)2.
(2)原式=[4(x 4)2]-32
=(4x 16 3)(4x 16-3)
=(4x 19)(4x 13).
(3)原式=a(a2-b2) b(a2-b2)
=(a2-b2)(a b)
=(a b)(a-b)(a b)
=(a b)2(a-b).
【说明】因式分解的步骤是:一提、二套、三查.我们解决因式分解的题型首先考虑的是提公因式,然后才考虑套用公式,并且一定要检查最后的结果是否已经分解彻底.
整体思想在代数式的化简与求值、解方程、几何解证方面都有广泛的应用,整体代入、整体运算、整体设元等都是整体思想方法在解数学问题中的具体应用,在以后的学习中大家要注意积累.
(作者单位:江苏省淮安外国语学校)
例1 已知xy2=-1,求-xy(x3y7-3x2y5-y)的值.
【分析】本题根据条件显然无法求出x、y的值,只能考虑在所求代数式中构造出xy2的形式.
解:原式=-(xy·x3y7-xy·3x2y5-xy·y)
=-(x4y8-3x3y6-xy2)
=-x4y8 3x3y6 xy2
=-(xy2)4 3(xy2)3 xy2.
当xy2=-1时,
原式=-(-1)4 3×(-1)3 (-1)
=-5.
【说明】本题在处理单项式与多项式相乘的时候,也可以将-xy看成一个单项式,用-xy与多项式的每一个项相乘,再把所得的积相加.
例2 若m [1m]=3,则m2 [1m2]的值是( ).
A.7 B.11 C.9 D.1
【分析】本題根据条件虽然是可以求出m的值,但代入求值时非常麻烦.那么我们就想到了将m [1m]看成一个整体.利用完全平方公式(a b)2=a2 2ab b2,则(m [1m])2=m2 2m×[1m] [1m2],此处m×[1m]=1,再将m [1m]=3代入即可.
解:∵(m [1m])2=m2 2m×[1m] [1m2],
又∵m [1m]=3,m×[1m]=1,
∴32=m2 2 [1m2],
∴9=m2 2 [1m2],
∴m2 [1m2]=7.故选A.
【说明】本题比较灵活,首先由m [1m]=3,求m2 [1m2]的值,想到将m [1m]=3的两边进行平方,套用完全平方公式;其次这里利用到了一个隐含条件m×[1m]=1.
例3 若a、b满足(a b)(a b-2) 1=0,则a b= .
【分析】本题可以考虑求出a、b的值,再代入计算a b的值,但是我们发现只有一个方程,却有两个未知数,所以这里的a、b无法求出.经观察,我们发现此处可以将a b看成整体,转化后等号的左边正好是完全平方式.
解:将(a b)看成整体,原方程可化为:
(a b)[(a b)-2] 1=0,
(a b)2-2(a b) 1=0,
(a b-1)2=0,
a b-1=0,
a b=1.
【说明】本题的处理结果正好是完全平方公式,所以可以求出a b的值.大家可以思考,如果等号的左边不是完全平方式,你将怎样求出a b的值,思考好后,试着完成下面的变式训练:若a-b=1,则求a2-b2-2b的值.
【分析】本题中由a-b=1,不能求得a、b的值,那么观察所要求的代数式a2-b2-2b,可以变形为(a b)(a-b)-2b=a b-2b=a-b=1.
解:原式=(a b)(a-b)-2b
=a b-2b
=a-b
=1.
【说明】本题是整体代入,在无法求出a和b的值的情况下,应处理所求的代数式,利用平方差公式将其变形出a-b这一整体;本题也可以将a=b 1代入,即原式=(b 1)2-b2-2b=b2 2b 1-b2-2b=1.
例5 已知a b=7,ab=6,求a2b ab2的值.
【分析】本题首先想到的是根据a b=7,ab=6,求出a、b的值,再代入代数式中求得结果;但是经过分析可将a2b ab2因式分解为ab·(a b),再将ab=6,a b=7整体代入可以使问题的解决更简单.
解:原式=ab(a b),
当ab=6,a b=7时,原式=42.
【说明】先将代数式因式分解,再通过整体代入是一种求代数式值的常用方法.
例6 将下列各式因式分解:
(1)(x2 1)2-10(x2 1) 25;
(2)16(x 4)2-9;
(3)a(a2-b2)-b(b2-a2).
【分析】重温一下概念,因式分解:把一个多项式写成几个整式积的形式叫做多项式的因式分解.而因式分解首先要考虑的是提公因式,其次考虑套用公式,最后要检查因式分解是否彻底.对于(1)无公因式可提,将x2 1看成整体可先套用完全平方公式,之后再套用平方差公式;(2)无公因式可提,将(x 4)看成整体可套用平方差公式;(3)将其后面的因式b2-a2提取负号后可变为-(a2-b2),再提取公因式a2-b2,接着套用平方差公式.
解:(1)原式=(x2 1-5)2
=(x2-4)2
=[(x 2)(x-2)]2
=(x 2)2(x-2)2.
(2)原式=[4(x 4)2]-32
=(4x 16 3)(4x 16-3)
=(4x 19)(4x 13).
(3)原式=a(a2-b2) b(a2-b2)
=(a2-b2)(a b)
=(a b)(a-b)(a b)
=(a b)2(a-b).
【说明】因式分解的步骤是:一提、二套、三查.我们解决因式分解的题型首先考虑的是提公因式,然后才考虑套用公式,并且一定要检查最后的结果是否已经分解彻底.
整体思想在代数式的化简与求值、解方程、几何解证方面都有广泛的应用,整体代入、整体运算、整体设元等都是整体思想方法在解数学问题中的具体应用,在以后的学习中大家要注意积累.
(作者单位:江苏省淮安外国语学校)