数学解题思想——整体思想
杨相云
整体思想就是从问题的整体性质出发,突出对问题整体结构的分析和改造,发现问题的整体结构特征,善于用“集成”的眼光,把某些式子、图形或概念看成一个整体,把握它们之间的关联,进行有目的、有意识的整体处理。
一.整体代入
在求代数式的值时,可先将条件或待求式变形,再整体代入求值,使问题化难为易。
例1 已知a 是方程210x x +-=的一个根,求代数式22211a a a a
--+的值。
分析:由a 是方程210x x +-=的一个根,得210a a +-=,则21-a a -=,2=1a a +,再整体带入即可。
二.整体设元
在解决某些比较复杂的式子时,也可以考虑将复杂的式子整体用字母代换,使问题化繁为简,巧妙获解。
例2 阅读材料:求2320141+2+2+2...2++的值。
解:设S=2320141+2+2+2...2++,则2S=234201420152+2+22...22++++,
两式相减得 2S-S=201521-,即S=201521-;
故2320141+2+2+2...2++=201521-。
请你仿照此方法计算:
(1)23101+3+3+3...3++;
(2)231+5+5+5...5n ++(其中n 为正整数)。
分析:(1)仿照阅读材料,设S=23101+3+3+3...3++,两边乘以3后得到关系式3S=2310113+3+3...33+++,再与已知等式相减,得2S=1131-,即可求出所求式子的值;
(2)设S=231+5+5+5...5n ++,两边乘以3后得到关系式5S=2315+5+5...5+5n n +++,再与已知等式相减,得4S=151n +-,即可求出所求式子的值;
三.整体构造
就是对已知条件和所求联合研究,把问题作为一个整体来构造,从而解决问题。
例3 甲、乙、丙三种商品,若买甲4件,乙5件、丙2件,共用69元;若买甲5件,乙6件、丙1件,共用84元。
问买甲2件,乙3件、丙4件,共需多少钱
分析:如果想先求出甲、乙、丙三种商品的单价后再去求甲2件,乙3件、丙4件共需多少钱,显然是行不通的,因为条件不够,所以应该讲问题作为一个整体来考虑。
设甲、乙、丙单价分别为x 元、y 元、z 元,则45269(1)
5684(2)x y z x y z ++=⎧⎨++=⎩
, (1)×3-(2)×2得2x+3y+4z=39即可。
四.整体配凑(化零为整)
在解决某些整体问题时,有时无法从各组成部分去分别突破,这时需要考虑将其组成部分化零为整,从而使问题获得解决。
例3 如图,△ABC 中,AB=AC=8,O 为△ABC 的内心,过点O 作BC 的平
行线分别交AB 、AC 于点D 、E ,则△ADE 的周长为多少
分析:连接BO 、CO,由O 为△ABC 的内心,可得BO 平分∠ABC,得到∠DBO=
∠OBC,由DE ∥BC,得到∠DOB=∠OBC,从而∠DBO=∠DOB,于是DO=BD,同理可得OE=CE,即△ADE 的周长=AD+DO+OE+AE=AD+BD+CE+AE=AB+AC=16.
五.整体处理
在解决某些问题时,可以把某些东西看成一个整体,从整体角度去分析,这样要比从其他角度去分析方便许多。
例4 甲、乙两人从相距20千米的两地同时出发,相向而行,甲的速度为6千米/时,乙的速度为4千米/时。
一只小狗与甲同时出发向乙奔去,遇到乙后立即掉头向甲跑去,遇到甲后又立即掉过头迎乙......直到两人相遇为止。
若小狗的速度是13千米/时,在这奔跑过程中,小狗的总行程是多少千米
分析:我们可以有以下几种思路:(1)逐段计算小狗奔跑的路程;(2)逐段计算小狗奔跑的时间;(3)从题目分析来看,小狗来回奔跑的时间之和,恰等于甲、乙二人从出发到相遇的所需的时间,故小狗奔跑的总时间为2小时,从而轻而易举地得到小狗奔跑的总路程为13×2=26(千米)。
练习:
1. 已知114a b -=,则2227a ab b a b ab ---+的值等于=______________.
2.计算:111111-----23456()111111++234567++(+)-1111111------234567()111++23456
++() =___________.
3. 如图,⊙O 的半径为2,C 1是函数y=21x 2的图象,C 2是函数y= -2
1x 2的图象, 则阴影部分的面积是
4. 7张如图1的长为a ,宽为b (a>b )的小长方形纸片,按图2的方式
不重叠地放在矩形 ABCD 内,未被覆盖的部分(两个矩形)用阴影表示,
设左上角与右下角的阴影部分的面积的差为S ,当BC 的长度变化时,按
照同样的放置方式,S 始终保持不变,则a ,b 满足( )
A. 52a b = =3b C. 72
a b = =4b 5. 如图,P 为⊙O 外一点,PA 、PB 分别切⊙O 于A 、B ,CD 切⊙O 于点E ,分别
交PA 、PB 于点C 、D ,若PA=5,则△PCD 的周长为 ____________.
6.已知,AO 是△ABC 的∠A 的平分线,BD ⊥AO 交AO 的延长线于D ,点E 是B
C 的中点,求证:1=)2
DE AB AC -(
7.在一条公路旁,每隔100千米有一个仓库,共有5个仓库,1号仓库有10
吨货物,2号仓库有20吨货物,5号仓库存有40吨货物,其它两个仓库空着。
现在想把所C 1
C 2
0 y x
有的货物集中存放在一个仓库,如果每吨货物运输一千米需要元的运费,那么运费最少要多少元。