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新浪少儿 > 《13岁考上中国科学技术大学的秘诀》 > 正文
恒等变换与逻辑推导是最强有力的数学能力之一。
假设有一架天平,两边的重物是平衡的,那么在两边同时增加或减少相同的重物,天平依然是平衡的。同样的原理对等式也是成立的,对一个等式的两边进行同样的运算,等式依然成立。
比如:8-3=5
等式两边同时加3:
8-3+3=5+3
8=5+3
等式两边同时乘以3
(8-3)×3=5×3
这是一个十分有用的法则,可以帮我们很多忙,让我们少记很多公式,同类的公式只要记一个就行了,其他都可以用恒等变换推导出来,比如:
距离=速度×时间
两边同时除以时间就得到:距离/时间=速度×时间/时间
化简就是:速度=距离/时间
两边同时除以速度就得到:距离/速度=速度×时间/速度
化简就是:时间=距离/速度
恒等原理可以用来解方程:
再比如已知:
A+B=100
A-B=20
求A,B =?
只要将两个式子左边和右边分别相加:
2A=120
两边同时除以2就可以求出A=60,B=40
很多同学就是因为不知道恒等变换的原理,而多背了很多公式,不能快速解决问题。现在我们来看一个2003年奥赛的例子:
已知某足球教练与两位足球运动员的年龄之和为100岁,12年后教练的年龄是这两位队员的年龄之和,那么教练的年龄是多少岁?
假设今年教练的年龄是A,两位队员的年龄之和是B,则:
今年:A+B=100①
12年后教练的年龄是(A+12),两位队员的年龄之和是(B+24),根据题意:A+12=B+24②
A+12-B-12=B+24-B-12
A-B=12③
①+③得到:
2A=112
所以A=56
提高小学生数学能力的关键是尽可能地用方程的思想解决问题,用恒等变换的方法解方程。
再看一个例子:
在我国明代的《算法统宗》里有一道关于“和尚分馒头”的题:由100个和尚分吃100个馒头,大和尚每人吃3个,小和尚3人吃1个,问大、小和尚各有多少人?
传统解法:根据题意,我们可以假设都是小和尚。因为3个小和尚吃1个馒头,现有100个馒头,应有300人,比实际多了200人。为了满足条件,需要用大和尚去换小和尚,但要注意,在换的过程中,为了保证所吃的馒头数不变,需要一次用9个小和尚换1个大和尚,因为1个大和尚吃的馒头数与9个小和尚吃的馒头数相等。这样每换一次,人数就减少了9-1=8人,需要换(300-100)÷8=25次才能将原来的300个小和尚降为100个和尚。每换一次就要减少9个小和尚,增加1个大和尚,换25次应减少9×25=225个小和尚,增加25个大和尚。
解:(3×100-100)÷(9-1)=200÷8=25(人)
100-25=75(人)
答:有大和尚25人,小和尚75人。
大家是不是觉得这个方法很巧妙呀!但这个方法不是最科学的方法,也不是“快乐超速学习法”所倡导的方法!科学的方法是应该使用方程的方法。
解:设大和尚人数为x人,吃的馒头数为3x,那么小和尚人数为100-x人, 吃的馒头数为100-x3,
3x+100-x3=100
方程两边同乘以3得:
9x+100-x=300
x=25
小和尚人数为100-25=75(人)
何德耀老师提倡方程的解题方法主要有以下几个原因:
1. 简单易学。符合成功学的原理:复杂的问题简单化,简单的问题重复化。在传统方法中如果问题变为增加了中和尚,就更难做了。
2. 有利于以后的学习,在初中还会学习方程,如果现在学生乘机加强了方程功底,在以后的学习中更容易取得竞争优势,节省的时间可以用来学习其他功课或者做自己喜欢的事情。
3. 何德耀老师强调使用方程还有一个更重要的理由。数学还承担着为其他学科服务的重任,在同学们以后要学习的物理、化学中,科学规律都是以方程的形式来描述的。尽早掌握方程的方法,对以后学习力学方程、电磁学方程、化学方程有极大的意义,可以很轻易地超过那些没有方程概念的人。
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