初中数学应用“零”在数学中的地位复习数与代数

发表时间:2021/4/25   来源:《中国教师》2020年第35期   作者: 赵汝斌
[导读] 数与代数在所有课程教材中占有极重的地位

        赵汝斌
        云南省文山州丘北县第一初级中学校
        摘要:数与代数在所有课程教材中占有极重的地位,知识点分部在各种版本各数学教材中的不同位置,为了集中复习与各位同仁和教学前辈谈一谈应用“零”在数学中的地位来复习数与代数中的重点部分知识点。
        关键词:初中数学;“零”;地位复习数;代数
        “零”正如星星把夜空点缀得绚丽多彩一样,它即贯穿于整个初中数学教材的始末,也建构了初中数学知识的丰富性,笔者将其概述于本文,以便求教于各位前辈和同仁。
        一、基于零的特性应用在数学教材中占有重要的地位
        由于零的存在,使数有了正负之分,这样数轴也才具有了完整的意义,就好像国界线上的碑,使得同样的山川、同样的江河和同样的天空有了领土之分、领海之别和领空之美,然而世界各国都共处于一个地球上,零也如此,虽然使数有了正负之分,但却都可以集合于数轴上或乃属于实数这个“大家庭”里,也就是说,零如界碑一样具有不可替代的作用。
        此外,如温度计、气温表、测量海拔的仪器等,也因为有了零的存在,才具有了它们的现实意义,体现了正负数在实际生活的应用,综观整个代数教材,零的特性还有:0的相反数是0;0的绝对值是0;互为相反数的和为0(如a、b互为相反数则a+b=0);任何一个不等于零的数的0次幂恒为1(a0=1,且a≠0)。再如,对于0.0046800这个数,从数值的角度看,前面的三个零决定着数的大小,而后面的两零有无都关系不大;但从有效数字的方面看,前面三个零不是有效数字,后面的两个零却是有效数字,具使整个数共有五个有效数字,分别是4、6、8、0、0。可以说,在一个数中,由于零的位置不同使之这个数也就具有了不同的意义。另外,在科学计数中,也正是因为有零帮了大忙,才可使一个巨大(或巨小)的数有了科学的表示方法。例如,地球到太阳的距离是150,000,000,000米,记为1.5×1011米;人头发的直径约为0.00007米就可记为7×10-5米。
        综上所述复习了绝对值、平方根、算术平方根、立方根、相反数、有效数字、法科学计数等知识点。这些都说明了零是个平凡而又伟大的数。
        二、基于代数式运算中的零
        代数式的运算中“零”的作用常见于非负数的应用和分式的应用,互为相反数的应用,不等式的应用等。
        例如 1,已+|y+4|=-(z-3)2,求x+y+z的值。
        分析:从已知的式子里,似乎体现不出零有何价值,但移项后得:+|y+4|+(z-3)2=0 ,可知三个非负数的和为零,只有每个非负数都为零,易得x=1,y=-4,z=3,则x+y+z=0,是零起到了关键性的解题重心作用。
        例如 2:当x取什么值时分式有意义。
        分析:从分式本质看,只有分母不为零时,分式才有意义,所以,必须使1-|x|≠0即x≠±1,即当x≠±1时,有意义。
        例如 3:分式,中,当x取什么值时,分式的值为0;
        分析:分工的分子x(x-2)=0,分母x2-4≠0时分式的值为0,所以x(x-2)=0,则x=0,x=2;x2-4≠0,则x≠2或-2,即x=0时分式的值等于0。


        因此,在复习代数式运算时,解答分式有意义、无意义、值为零的题型时,零起到了至关重要的作用,紧扣分式的概念,如分式有意义时,必须满足B≠0;无意义时,必须满足B=0:值为零时,必须满足A=0且B≠0。其中值为零已经隐含了分式有意义,只是值为零而已,这些题都是零起了至关重要的作用。
        例如 4:已知x+=3,求x2+的值。
        分析:只需把x2+转化为x+的形式即可。用0作中价配上一个2,减去一个2[2+(-2)]=0,所以x2+2+-2=(x+)2-2。即:x2+ 的值为1。
        例如5:如果代数式x-1与x+2的值的符号相同,求x的取值范围。
        分析:符号相同有两种情况①是同为正;②是同为负:所以或
        即x的取值范围是x>1或x<-2。零帮了很大的忙。
        由此,说明了在数与代数数式运算中,可借助零的功能来复习好多知识点,不可轻易忽视了零的作用。
        三、基于零与方程的亲密关系解决问题
        众所周知,万物生长靠太阳。同样的,对于方程来说,如果排出了零,方程也就不成其为方程,更谈不上求解的问题了。
        例如:某长方形足球场的周长为310米,长和宽之差为25米,这个足球场的长与宽分别是多少米。
        如果设这个足球场的宽为x米,那么长为(x+25)米,由此可以得到足球场的周长为2(2x+25),它仅仅只是个多项式而已;;如果令2(2x+25)-310=0(周长-周长=0),有了零的存在建构了方程。那么所构成的方程的解x=65(米),即宽为65米,长为90米。
        因为无论是整式方程、分式方程,还是无理方程,通过移项的方法,都可以表示成“含未知数的代数式=0”的标准方程形式,所以说,零是方程存在的充分必要条件。
        此外,一元二次方程的根的判决式,根与系数关系的应用,都必须在二次项系数不为零的条件下来进行。如方程ax2+bx+c=0,只有在a≠0的前提条件下,才可能提出下列结论:①如果方程的两根分别为x1,x2,那x1+x2=-,x1·x2=;②当△>0时,方程有两个不相等的实数根;当△=0时,方程有两个相等的实数根;当△<0时,方程没有实数,反过来也成立。
        这些问题都反映了零具有不容忽视的重要性和实在性。
        在求解分式方程中,为什么会产生增根呢?究其原因,还是零之故,很明显,在去分母时,若方程两边同乘以一个值为零的整式,那么原分式方程就变成了一个恒等式,自然就会产生一些多余的或不适于原分式方程的根。因此,零与解方程的关系也密不可分的,稍不谨慎,便会因忽视零而导致错解,故而应用零可复习完初中所有的方程。
        总之,零在数与代数的应用中功不可没,借助“零”的形象记忆去复习数与代数,可以达到事半功倍之效果,笔者认为,它具有“牵一发而动全身”之感,在教与学的过程中,希望能引起广大师生的足够重视。
        参考文献:
        [1]以代数思维引领解题[J].李广修.数学通讯.2019(23)
        [2]分式求解的一些技巧[J].申建春.中等数学.1997(04)
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